Методы целочисленной оценки псевдофазовых неоднозначностей ГЛОНАСС


DOI: 10.34759/trd-2023-130-16

Авторы

Бабурин А. А.

АО «Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем», ул. Авиамоторная, 53, Москва, 111250, Россия

e-mail: contact@spacecorp.ru

Аннотация

Рассмотрены методы целочисленной оценки псевдофазовых неоднозначностей ГЛОНАСС, необходимые в задачах высокоточных абсолютных и относительных местоопределений по измерениям сигналов ГЛОНАСС с разрешением целочисленной неоднозначности. Учёт целочисленных свойств псевдофазовых неоднозначностей позволяет существенно уменьшить время сходимости решения до сантиметрового уровня точности. В связи с частотным разделением спутниковых сигналов, используемых в ГЛОНАСС, при решении задач высокоточного местоопределения возникают две проблемы: различие кодовых аппаратурных задержек приёмника в измерениях псевдодальностей разных спутников ГЛОНАСС и различие длин волн несущей частоты сигналов различных спутников ГЛОНАСС. Эти особенности не позволяют целочисленно оценить псевдофазовые неоднозначности ГЛОНАСС. Поэтому известные методы, разработанные для систем с кодовым разделением, например, GPS, не могу использоваться для ГЛОНАСС. Настоящая статья посвящена решению второй обозначенной проблемы. Предлагается два метода — строго и нестрого целочисленной оценки, основанные на решении недоопределённой системы линейных уравнений с помощью теории S-преобразования. Строго целочисленный метод основан на применении целочисленного унимодулярного преобразования к системе линейных уравнений перед её решением и не требует наличия в зоне видимости приёмника спутников ГЛОНАСС с соседними литерами. Нестрого целочисленный метод более прост в применении, но целочисленные оценки можно получить только при соблюдении некоторых условий. Проанализированы условия, при которых при нестрогой оценке отличием от целых чисел можно пренебречь. Как строгий, так и нестрогий методы не требуют непосредственного привлечения измерений псевдодальностей в обработку псевдофаз. Для математической модели псевдофазовых измерений используется линейная аппроксимация фазо-частотной характеристики приёмника (принимается линейная зависимость фазовых задержек в приёмнике от частоты). Рассмотрение ведётся на примере обработки первых разностей измерений реальных навигационных приёмников сети IGS, что подтверждает корректность предложенных методов и адекватность используемых математических моделей реальным измерениям.

Ключевые слова:

ГЛОНАСС, целочисленное разрешение неоднозначности, псевдофазовые измерения

Библиографический список

  1. Поваляев А.А. Спутниковые радионавигационные системы. Время, показания часов, формирование измерений и определение относительных координат. — М.: Радиотехника, 2008. — 328 c.
  2. Teunissen P.J.G. The least-squares ambiguity decorrelation adjustment: A method for fast GPS integer ambiguity estimation // Journal of Geodesy, 1995, no. 70, pp. 65-82. DOI: 10.1007/BF00863419
  3. Collins P. Isolating and Estimating Undifferenced GPS Integer Ambiguities // Proceedings of the National Technical Meeting of the Institute of Navigation, San Diego, California, January 28-30, 2008, pp. 720-732.
  4. Laurichesse D., Mercier F. Integer Ambiguity Resolution on Undifferenced GPS Phase Measurements and its Application to PPP // Proceedings of the 20th International Technical Meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation (ION GNSS 2007). Fort Worth, TX, September 2007, pp. 839-848.
  5. Подкорытов А.Н. Высокоточное местоопределение в абсолютном режиме в ГНСС с использованием разрешения целочисленной неоднозначности псевдофазовых измерений // Труды МАИ. 2012. № 59. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=34845
  6. Поваляев А.А., Подкорытов А.Н., Никитин C.А., Филимонова Д.В. Алгебраические основы обработки измерений при высокоточном абсолютном местоопределении по сигналам ГНСС с кодовым разделением каналов // Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы. 2019. Т. 6. № 1. С. 4-16. DOI: 10.30894/issn2409-0239.2019.6.1.4.16
  7. Поваляев А.А., Бабурин А.А., Подкорытов А.Н. Применение теории решетчатых упаковок в задаче высокоточного абсолютного местоопределения по ионосферосвободным измерениям параметров сигналов ГНСС с кодовым разделением // Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы. 2021. Т. 8. № 2. С. 51-61. DOI: 10.30894/issn2409-0239.2021.8.2.51.61
  8. Поваляев А.А., Бабурин А.А., Подкорытов А.Н. Применение теории решетчатых упаковок в задаче определения временных корректирующих поправок для высокоточного абсолютного местоопределения по ионосферосвободным измерениям в ГНСС с кодовым разделением // Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы. 2021. Т.8. № 3. С. 48-62. DOI: 10.30894/issn2409-0239.2021.8.3.48.62.
  9. Скакун И.О. Сличение шкал времени с использованием сигналов глобальных навигационных спутниковых систем // Труды МАИ. 2014. № 73. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=48570
  10. Banville S., Collins P., Lahaye F. Concepts for Undifferenced GLONASS Ambiguity Resolution // Proceedings of the 26th International Technical Meeting of the ION Satellite Division, ION GNSS- 2013, Nashville, Tennessee, September 16-20, 2013, pp. 1186-1197.
  11. Wanninger L. Carrier-phase inter-frequency biases of GLONASS receivers // Journal of Geodesy, 2012, vol. 86, no. 2, pp. 139-148. DOI:10.1007/s00190-011-0502-y
  12. Sleewaegen J-M., Simsky A., De Wild W., Boon F., Willems T. Digital vs analog. Demystifying GLONASS inter-frequency carrier phase biases // Inside GNSS, 2012, vol. 7 (3), pp. 57–61.
  13. Kouba J. A guide to using international GNSS service (IGS) products, Geodetic Survey Division, Natural Resources Canada, September 2015.
  14. Hofmann-Wellenhof B., Lichtenegger H., Wasle E. GNSS — Global Navigation Satellite Systems: GPS, GLONASS, Galileo, and more, Springer, Wien-NewYork, 2008, 548 p.
  15. Подкорытов А.Н. Математическая модель смещения фазовых центров антенн при высокоточном местоопределении в глобальных навигационных комплексах // Труды МАИ. 2012. № 50. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=28680
  16. Teunissen P.J.G. Generalized Inverses, Adjustment the Datum Problem and S-transformations. Preprint. Delft University of Technology. Reports of the Department of Geodesy Mathematical and Physical Geodesy, 1984, 47 p. DOI:10.1007/978-3-642-70659-2_3
  17. P.J. Jonge. A processing Strategy for the Application of the GPS in Networks. Publications on Geodesy 46. Delft, August 1998, 225 p.
  18. Подкорытов А.Н. Высокоточное местоопределение в глобальных навигационных спутниковых системах в абсолютном режиме за счет разрешения неоднозначности псевдофазовых измерений. Дисс. ... канд. техн. наук. — М.: 2014, 195 с.
  19. Бабурин А.А. Алгебраические основы обработки измерений при высокоточном абсолютном местоопределении с разрешением целочисленной неоднозначности псевдофазовых измерений по сигналам ГЛОНАСС с частотным разделением каналов // Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы. 2022. Т. 9. № 4. С. 47–58. DOI: 10.30894/issn2409-0239.2022.9.4.47.58
  20. Бабурин А.А. Определение временных корректирующих поправок для высокоточного абсолютного местоопределения с разрешением целочисленной неоднозначности псевдофазовых измерений по сигналам ГЛОНАСС с частотным разделением каналов // Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы. 2023. Т. 10. № 1. С. 63–77. DOI 10.30894/issn2409-0239.2019.6.2.3.16

Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход