Структура и алгоритмы работы спутниковых радионавигационных системСтраница 3
Разностно-дальномерный метод основан на измерении разности дальностей от потребителя до i-го НС. По своей сути этот метод аналогичен псевдодальномерному методу и его применяют при наличии в дальномерных измерениях неизвестных сдвигов Д' . Разностно-дальномерный метод использует три до четырех НС, так как при постоянстве Д' за время навигационных определений разности псевдодальностей равны разностям истинных дальностей, для определения которых требуется три независимых уравнений. Поверхности положения определяются из условия Дij = сonst и представляют собой поверхности двуполостного гиперболоида вращения, фокусами которых являются координаты опорных точек i и j (центров масс i-го и j-го НС). Расстояние между опорными точками называют базой измерительной системы. Если расстояние от опорных точек до потребителя велики по сравнению с размерами базы, то гиперболоид вращения в окрестности точки потребителя практически совпадает со своей асимптотой - конусом, вершина которого совпадает с серединой базы.Точность определения координат потребителя при использовании этого метода такая же, как и у псевдодальномерного.
Радиально-скоростной (доплеровский) метод основан на измерении трех радиальных скоростей перемещения потребителя относительно трех НС. Физической основой метода является зависимость радиальной скорости точки относительно НС от координат и относительно скорости НС. Дифференцируя уравнение поверхности положения дальномерного способа по времени, получаем
Здесь компоненты характеризуют вектор относительной скорости; Дi - относительные координаты.
Таким образом, для определения компонент вектора скорости потребителя необходимо знать: векторы координат и скорости трех НС, а также координаты потребителя. Последние можно получить, если измерить радиальные скорости в течение некоторого времени t , а затем вычислить интеграл.Недостатком данного метода является невозможность измерения координат в реальном масштабе времени. Кроме того, в средневысотных СРНС медленные изменения радиальной скорости приводят к малым значениям разностей в алгоритмах навигационных вычислений и как следствие к снижению точности вычислений. Дополнительным недостатком метода является необходимость наличия высокостабильного эталона частоты, так как любая нестабильность частоты приводит к неконтролируемому изменению доплеровского смещения частоты, а, следовательно, к дополнительным ошибкам измерения составляющих скорости потребителя.
Псевдодоплеровский метод аналогичен псевдодальномерному при определении координат потребителя и позволяет определить вектор скорости потребителя в присутствии неизвестного смещения частоты сигнала, например, из-за нестабильности эталона частоты. При наличии такого смещения выражение для радиальных скоростей можно представить в виде двух слагаемых
Для нахождения вектора скорости потребителя и поправки необходимо провести измерения по четырем НС и решить систему уравнений четырех уравнений. Для ее решения потребуется знания дальностей Дi и координат {x, y, z} потребителя. Эта информация может быть получена, например, из псевдодальномерных измерений.
Разностно-радиально-скоростной метод. Сущность данного метода заключается в определении трех разностей двух радиальных скоростей НС. При этом разности можно вычислять относительно одного или относительно различных НС. По существу при вычислении разностей могут использоваться и псевдорадиальные скорости , так как при таком вычитании компенсируется неизвестное смещение (в предположении, что смещение одинаковое для различных спутников). Навигационные параметры