Глава 12

Среднеквадратические погрешности прогноза положения

ИСЗ на орбите составляют:

— погрешность положения вдоль орбиты 7 — 10 м;

— погрешность положения по нормали к плоскости орбиты

7 — 8м;

— погрешность положения в направлении радиуса-вектора ор-

биты 1,5 — 2,0 м.

Таким образом, ошибка положения ИСЗ в пространстве со-

ставляет порядка 10 м.

Ошибка координат ИСЗ в методе обратной линейной засечки,

используемой для получения координат наземного пункта, являет-

ся определяющей и, следовательно, искомые координаты не могут

быть получены с большей точностью. Эта погрешность относится к

навигационному режиму работы системы, т. е. к методу определе-

ния абсолютных координат пункта наблюдения.

В настоящее время в геодезических применениях глобальных

навигационных систем используются так называемые разностные,

методы наблюдений, в которых ошибки эфемерид практически пол-

ностью исключаются. Например, в относительном режиме наблюде-

ний измеряется разность координат 2 наземных пунктов. В каждом

наблюдаемом пункте ошибка эфемерид велика, но в каждом пункте

практически одинакова и в разности координат исключается.

Погрешности в шкалах времени бортовых эталонов частоты

определяются наземным комплексом управления системы по поло-

жению меток времени каждого спутника навигационной системы

в шкале времени центрального хронизатора системы. Остаточное

влияние погрешности шкалы времени на измеряемое значение

псевдодальности составляет величину порядка 1,0 м.

Погрешности результатов измерений, вызванные условиями

распространения радиосигналов, обусловлены искажениями при

прохождении сигналов в средах с переменным коэффициентом

преломления. Их называют ионосферными и тропосферными по-

грешностями.

Ионосфера — часть земной атмосферы, расположенная на вы-

соте от 50 до 1000 км над земной поверхностью. Ионосфера содер-

жит свободные электроны (заряд отрицательный) и положительно

заряженные ионы. Заряженная электрически среда является дис-

пергирующей средой при распространении в ней радиоволн. В дис-

пергирующих средах скорость (фазовая) распространения радио-

волны зависит от ее частоты.

Ионосферная погрешность зависит от уровня концентрации

электронов вдоль линии приемник — ИСЗ. Уровень концентрации

электронов не постоянен и зависит от солнечной активности, вре-

мени года и суток, координат точки приема сигнала и других фак-

торов.

ОРОМЕИЕИИЕ ЭЛЕК1РОИИЫХ МЕ10ДОВ ДАЯ АВ10МА1ИЗАЦИИ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАБ01

Ионосферная задержка (погрешность) в ее максимальных про-

явлениях может достигать 30 м. Для каждого конкретного сеанса

радионавигации ионосферная погрешность является величиной

медленно меняющейся.

Влияние ионосферы практически полностью исключается

применением так называемого двухчастотного метода. В этом ме-

годе выполняют измерение псевдодальности на 2 несущих часто-

тах. Зная разность частот и влияние ионосферы для этой разности,

можно получить расстояние, практически свободное от влияния

ионосферы [3].

Для исключения влияния ионосферы в спутниковом сигнале

используются две несущие частоты. Все высокоточные геодезиче-

ские спутниковые измерения выполняются двухчастотными при-

емниками.

Тропосфера — приземная часть атмосферы, простирающаяся

до высоты 10 — 12 км от земной поверхности. Тропосфера меняет

скорость распространения радиоволн, т. е. вызывает задержку ра-

дионавигационного сигнала. Однако тропосфера электрически

нейтральна, и скорость распространения радиосигнала в тропос-

фере не зависит от его частоты. Тропосферная задержка обуслов-

лена двумя причинами:

— уменьшением скорости распространения радиоволн;

— отклонением пути распространения сигнала от прямой ли-

нии (движение сигнала по так называемой рефракционной кривой).

Тропосферная задержка зависит от метеоусловий на пути рас-

пространения сигнала и, выраженная в линейной мере, составляет

-2,5 м в зените и -10 м для высоты спутника 10'.

Задержка сигнала в тропосфере учитывается с применением

математических моделей строения тропосферы. Наиболее полно

она исключается в разностных методах наблюдений, остаточное

влияние тропосферы при этом составляет 1 — 2 см.

К главным погрешностям измерений, связанным с применени-

ем аппаратуры пользователя, следует отнести:

— нестабильность и неидентичность задержек радиосигналов

в каналах радиоприемника пользователя;

— многолучевость приема радиосигналов наблюдаемого ИСЗ;

— погрешности положения фазового центра приемной антен-

ны.

В усилительном тракте радиоприемника сигнал, пришедший с

антенны, задерживается. При одночастотных одноканальных на-

блюдениях эта задержка одинакова для всех наблюдаемых ИСЗ.

В многоканальных приемниках может возникать существенная

разница задержек в каналах. В аппаратуре, предназначенной для

высокоточных геодезических измерений, используется метод юс-

тировки каналов для устранения разности задержки. Для этого пе-