1.6.1. Источники погрешностей и точность навигационно-временных определений в СРНС

На точность определения потребителем СРНС координат местоположе­ния, высоты, скорости, времени и других параметров влияет множество фак­торов, которые можно разделить на три группы: погрешности вносимые на і-м НС или командно-измерительном комплексе (КИК); погрешности вно­симые на трассе распространения сигнала і-го НС; погрешности, вно­симые в приемоиндикаторе (ПИ) СРНС. Они связаны с особенностями первичных и вторичных навигационных измерений, с характеристиками используемых сигналов, среды распространения и т.д.Первая группа погрешностей обусловлена в основном несовершенством частотно-временного и эфемеридного обеспечения НС и вданной работе не рассматривается.

Погрешности вно­симые на трассе распространения сигнала НС

Эта группа погрешностей вызвана неточным знанием условий рас­пространения радиоволн в тропосфере и ионосфере. Эти два слоя оказывают заметное влияние на качество навигационных изме­рений в СРНС, которое проявляется в основном в дополнительных задержках сигнала, возникающих из-за рефракции сигналов спутника (искривления трас­сы распространения радиоволн) при прохождении атмосферы Земли.

Тропосферные погрешности.Основная составляющая тропосферной погрешности навигационных оп­ределений в СРНС обусловлена наличием тропосферной рефракции. Рефракция сигналов СРНС в тропосфере вызвана неоднородностями и изменением ее диэлектрической проницаемости и соответственно показателя преломления с изменением высоты. Дополнительная задержка сигнала НС в тропосфере может достигать 8 . 80 нс (экспериментальные данные для СРНС GPS) [7.8]. В связи с тем, что для диапазона волн, в котором работают современные СРНС типа ГЛОНАСС и GPS, тропосфера не является диспергирующей средой (тропосферная рефракция не зависит от частоты сигнала), устранение этой задержки двухчастотным способом не осуществляется. Однако значение тро­посферной погрешности зависит от факторов, которые достаточно точно из­вестны и прогнозируются (взаимные координаты НС и ПИ, температура, дав­ление, влажность воздуха). Для средних метеоусловий

где Кt — параметр, характеризующий состояние тропосферы п — коэффициент преломления радиоволн; ST — длина тропосферного участка радиотрассы.

Тропосферу с точки зрения влияния на ее на коэффициент преломления, а значит, и на тропосферную задержку, рассматривают как смесь сухого воздуха и водяных паров. Для каждой из этих компонент в отдельности значения ко­эффициента преломления хорошо известны. Зная содержание водяных паров по известным закономерностям можно определить значение коэффициента преломления для смеси. Кроме того, относительные погрешно­сти прогноза тропосферных задержек по среднему показателю преломления в точке приема, не превышают 8 . 10 %. Поэтому используемые в СРНС модели атмосферы позволят уменьшить эти погрешности до единиц наносекунд.

Значения тропосферной рефракции, так же как и ионосферной достига­ют максимума при малых углах возвышения спутника (0,2° или 25 м при угле возвышения 5°) [3.9, 7.3, 7.8). Это объясняется большой длиной трассы, про­ходимой радиосигналами в атмосфере в такой ситуации. Для уменьшения влияния атмосферных погрешностей в аппаратуре потребителей осуществляет­ся обработка сигналов только тех спутников, которые находятся над горизон­том выше, чем некоторый угол — "угол маски". Обычно этот угол составляет 5 . 10° в зависимости от качества используемых в приемоиндикаторе СРНС алгоритмов компенсации атмосферных погрешностей.При компенсации атмосферной рефракции периодичность расчета корректирующих поправок потребителем определяется скоростью изменения соответствующих задержек, которая в обычных условиях не превышает 10м/ч.

Ионосферные погрешности.Рефракция сигналов СРНС в ионосфере вызвана неоднородностями и изменением ее диэлектрической проницаемости с изменением высоты. Дополнительная задержка в ионосфере сигнала НС с частотой f по сравнению с задержкой сигнала при прямолинейном распространении оценивается [1.4,7.8]