A minőség a műhold-geometria
A mérés pontossága kiszámításakor a koordináták által befolyásolt számos tényezőtől függően meghatározására irányuló eljárás. Ezek az úgynevezett csökkentő tényezők pontossággal. Ez az előadás tárgyalja a fő befolyásoló tényezők pontosságának műholdas mérések.
Befolyásoló tényezők pontosságának műholdas mérések
A globális helymeghatározó rendszerek, a pontosság egy tárgy helyét mértékétől függ a hiba keletkezett mérési távolságok a terminál a műhold. A mértéke befolyásolja függ számos tényezőtől, milyen jól is meghatározott helyre a vevő, ez a hiba lesz egy méter vagy egy tucat, vagy akár több száz méter.
Ábra. 1. Satellite «NAVSTAR».
Azok a tényezők, amelyek közvetlen hatást gyakorolnak a hiba olyan mértékű a következőket tartalmazza:
· Különleges pontosság (SA);
· A minőség a műhold-geometria;
· Mérése relatív idő;
· A kerekítés és számítási hibák
Ez a tényező jelent mesterséges hiba, a szándékos torzítás az idő jelet küldött műhold, amelynek pontosságát GPS készülék a tárgy csökkentettük 50-150 méter. Pontosság mesterséges holdak által készített jelek szerint a követelmények a SA mód - szelektív rendelkezésre állás (Selective Availability), melynek feladata az volt, hogy korlátozza a pontosságát polgári GPS-vevőkészülékek [1]. Az SA mód hiba keletkezett mesterséges eredetű be a jelet a fedélzeten a GPS-műholdak durvulási navigációs méréseket. Az ilyen hibák hibás adatok a műhold pályára és az óra torz leolvasás miatt bevezetése árnyalás. A nagysága a szórás miatt hatására ez a tényező körülbelül 30 m [2].
Ennek oka az, hogy hozzanak létre egy „különleges hiba” volt, hogy az Egyesült Államok nemzetbiztonsági. Abban az időben a szervezet és fejlesztése a Global Positioning System GPS tisztán katonai fejlesztés, amelynek célja, hogy a bűnüldöző szervek igényeinek. Csak az idő múlásával a navigációs rendszer megkapta a kereskedelmi alkalmazás, a képesség, hogy keresse meg és ott civilek. Amellett, hogy a kizárólag békés célokra, a helymeghatározó rendszer lehet használni a különféle kártékony tevékenységek, amelyek jelentenek közvetlen veszélyt a biztonságra. Így terrorszervezetek lenne képes használni a GPS, hogy meghatározza a helyét a stratégiai lehetőségek és precíziós irányítású távoli fegyvereket.
Ábra. 2. A hiba előtt és után a leállítási mód SA.
Ábra. 3. pontossága helymeghatározó kompatibilis módban SA
Ábra. 4. A pontosság a koordinátákat kioldás után mód SA
A minőség a műhold-geometria
Egy másik tényező befolyásolja a pontosságot a mért a vevő a minőségi műholdgeometria - a természet a kölcsönös helyzetét a műholdak képest a vevő. A helymeghatározás pontossága attól függ, hogy a műholdak számát a „rálátás” az eszköz, valamint arról, hogy ezek a műholdak vannak elosztva az égen. Minden számítást épülnek nem annyira a meghatározása a távolság önmagában, hanem az egyenes metszéspontja által alkotott távolságra a vevő az egyes műholdak. Ezek a metszéspontok alkotnak régió valószínű helyét az objektum, és minél nagyobb a terület, annál kisebb a megállapításának pontosságát.
Ábra. 5. A relatív pozíciója a műholdak képest a vevő
Az optimális arány tartják az egyik mérési távolságot egy terminál négy műhold egyidejűleg, hogy olyan feltételeket teremtsünk bármely pontján a világon a föld körüli pályára műholdat köröző 28 [3]. A műholdak egyenletesen oszlik el a pályára magasságban
20 thous. Km. A nagy pontosságra van szükség, hogy a műholdak látómezejében az eszköz, elosztva a lehető legnagyobb távolságot. Ha mind a négy műhold lesz rendezve, például csak az északnyugati képest az eszköz, nem kizárt annak lehetősége, hogy lehetetlen lesz, hogy hol van, vagy megállapításának pontosságát lesz kielégítő (100-150 m.). Terület valószínű eszköz helyét (egyenes metszéspontja) igen nagy, ami hátrányosan befolyásolja a pontosságot.
Ábra. 6. GLONASS műholdak képest a Föld és a GPS
Különösen fontos a minőség, a geometria, a műholdak a vevő helyét egy olyan területen, ahol a műholdak is elhomályosítja a természetes vagy mesterséges akadályokat. Ez lehet hegyek, szurdokok, magas épületek, fontos az ilyen területeken a műholdak számát, hogy az eszköz képes észlelni egyidejűleg a kisebb műholdak belül kilátás az alsó helypontossági [4]. Míg egy vagy több műhold rejtve maradnak, vagy a jel bármely műhold van tiltva, akkor a rendszer megpróbálja meghatározni a helyzetét segítségével más műholdak.
Van egy rendszer minőségének értékelésére műholdgeometria által használt gyártói navigációs eszközök és jellemző szintjét veszteség pontosság miatt irányítani a műholdat. Indicator DOP (hígítási Precision - süllyesztés a pontosság) száma alapján a látható műholdak egy adott helyen és időben a műholdak egymáshoz képest.
Amellett, hogy az egyetemes mutató DOP módosításokkal kell alkalmazni:
· Geometriai faktor pontosság higítás (GDOP) határozza meg a mértékét befolyásolja látszólagos hibák (intézkedés jellemző, hogy a felhasználó a műhold távolság) pontosság számítás koordináták. Attól függ, hogy a műhold pozícióját képest a vevőt, és a torzítás óra. A különbség a tényleges értékeket és a pszeudo tartomány társított váltás az óra a műholdas és a felhasználó, a terjedési késése és egyéb hibák.
· Horizontális faktora csökkentett pontosság (HDOP) jelzi mértékben befolyásolja a meghatározásának pontossága vízszintes koordináta számítási hiba.
· Factor csökkenti a helymeghatározás pontosságának (PDOP) - egy dimenzió nélküli paraméter, amely leírja, hogy az ál-hiba befolyásolja a pontosságát elhelyezése.
· Faktor relatív pontosság higítás (ROP), amely alapvetően megegyezik a tényező csökkentett pontosság, normalizált időtartamig 60 másodperc.
· Időtényező pontosság higítás (TDOP) leírja a mértéke befolyásolja az óra hiba a helymeghatározás pontossága.
· Factor Függőleges pontosság higítás (VDOP) mutatja a mértéke befolyásolja a hiba a függőleges síkban a helymeghatározás pontossága.
A felhasználók által használt általános szabály - minél magasabb a DOP érték mutatói, annál kisebb a megállapításának pontosságát.
Ábra. 7. alkotórész index DOP
Továbbá, a minőség, a műhold-geometria befolyásolja szélesség, amelyen a vevő és a közelség az egyik pólus a Föld (a befolyása a légkörben).
A mozgalom a műholdak, amelyek a rendszer, a pályájuk meglehetősen stabil, de még mindig mutatkoznak eltérések. Ennek oka az ilyen eltérés van a gravitációs mező űrobjektumok - a Nap és a Hold. Hogy ezeket a hatásokat a jelenlegi pályán folyamatosan adatokat beállítani, és elküldte a vevők már feldolgozott formában. Azonban a megtett intézkedések ellenére, a gravitációs hatás eredményeként is hibák a mérési hely, az ilyen hibák elvesztéséhez vezethet pontosságának meghatározására legfeljebb 2 méter.
Egy tényező, amely jelentős hatással van a számítások helyességét a különbség a tompított sebesség jelet a műhold az űrben, és más hangulatú. Így, ha a jel a térben sebessége eléri a fénysebességet, akkor ez a sebesség alacsonyabb, a troposzférában és az ionoszféra.
A magassága 80 és 100 km-re a Föld hatása miatt a Nap energia koncentrálódik jelentős mennyiségű pozitív töltésű ionok. A rétegek az ionoszféra a műholdas jelek, amelyek elektromágneses hullámok megtörnek, meghosszabbítva ezáltal az időt áthaladnak ezek a rétegek. Ahhoz, hogy az ennek hatását kompenzáló számítást használ által végzett vevő, mert lehetséges szignál áramlási sebesség a különböző ionoszféra rétegek viszonylag jól ismertek.
Az egyik hatékony módszere a modellezés az ionoszféra, egy úgynevezett adatasszimilációs technikával. Ennek lényege eljárás abban áll, hogy beállítja a fizikai modell az ionoszféra segítségével működési kapott kísérleti adatokból. A szokásos modell az ionoszféra alapján a fizika a folyamatok nem fedezi a teljes körű befolyásoló tényezők plazma állapotban. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy néhány szükséges értékek nehezen mérhető kísérletileg (termoszférában szélsebessége magasságban halad a légkörön keresztül a kozmikus sugárzás és mások.). Sőt, még az olyan tényezők befolyása jól tanulmányozott, például a naptevékenység, nehéz megjósolni.
Ebben a tekintetben a modell képes egy nagyon pontos leírása a megoszlása a plazma jellemzőket valós időben, hogy elsajátítsa a kísérleti információt az állam az ionoszféra. Adatokat lehet használni ebben a fajta megközelítés hozzáférhetővé kell tenni és az érintett, és mindenek felett, gyorsan frissíthető. Ezek az adatok rendelkezésre állnak, és frissítése néhány archívumok, mint például, archív SOPAC [5]. Ezen a ponton a világ számos modell asszimiláció típusát. Közülük - fejlesztették finanszírozásához a US Department of Defense modell GAIM [6]. Oroszországban, a fejlődés ebben az irányban folyik FGUB „közép-felső Air Obszervatórium” [7].
Mégis, vevőkészülékek civil használatra fejlesztettek ki, nem tudja, hogy kiigazításokat az előre nem látható változásokat okozhat a napszél. Vevők tervezett katonai szükségleteik hogy két fajta jeleket különböző frekvenciájú, illetve - különböző sebességgel áthaladás az ionoszféra. Ezért az időeltolódás érkezés hibákat korrigálni tudja, hogy a felmerülő ráta kiszámításában a jeleket az ionoszféra.
Annak ellenére, hogy a navigációs üzenet továbbítani a műholdas oldalon paramétereket tartalmazza az ionoszféra modell, a kompenzáció tényleges késedelem a legjobb esetben, 50%. A nagysága a maradék nem modellezzük ionoszféra késedelem okozhat hiba meghatározására látszólagos körülbelül 10 m [8].
Troposzféra - az alsó felülete a légkör a föld réteg (legfeljebb magassága 8 - 13 km) [9]. Azt is okoz a késleltetési rádiójel a műhold. A késleltetés mértéke függ meteorológiai paramétereket (nyomás, hőmérséklet, páratartalom), valamint a magassága a műholdas a horizont felett. Troposzférikus késleltetés kompenzálása kiszámításával egy matematikai modell ennek a rétegnek a légkör. A szükséges tényezőket tartalmazza a navigációs üzenet. Troposzférikus késések hibákat okozhat a látszólagos mérései 1 m.
Amikor áthalad a troposzférában rendelkező jel okozta torzítások időjárási tényezők, nevezetesen - különböző koncentrációjú vízgőz. Megjósolni a szintje gőz koncentrációját olyan nehéz, mivel nehéz megjósolni az időjárás, így, hogy a korrekció számítási módszer rendkívül problematikus. Másrészt, a nagysága a hiba okozta a funkciók a jelet a troposzférában lényegesen kisebb hatása az ionoszféra, a közelítő korrekció tehát használjuk.
Azonban, a műholdas adatok, amelyek úgy vannak elrendezve kisebb szögben, mint 10 ° a vízszintes, nem szerepel a mérési emiatt, mivel a torzulások meglehetősen magas. Finomhangolása a vevők teszik az időjárási térképeket különböző régiókban. Geostacionárius navigációs átfedési WAAS (Amerika) és az EGNOS (európai) megküldi a korrigált jeleket vevőkészülékek, amelyek támogatják a differenciális korrekciók, az adatok jelentősen javítja a pontosságot a helymeghatározás.
Nagy objektumok a jel útját - sokemeletes épületek és egyéb objektumok gyakran válnak az oka a gondolkodás, amely elfogadja a vevő, valamint a közvetlen jel. Ez vezet a torzítás a távolság, mert a visszavert jel több időt vesz igénybe, hogy elérje a vevő, mint a reflexiós hiba összege több méter.
Ábra. 8. reflektált jelek
Ez is akadályozza a műholdas mérések válhat elég erős sugárforrások - rádió lokátorok, stb