2. Интерпретация измерений

     Метод определения координат и скорости потребителя основан на измерениях дальности и радиальной скорости относительно НКА.

     В настоящей работе были использованы измерения,полученные с использованием отечественного одночастотного GPS-приемника, который был изготовлен в РНИИ Космического приборостроения. Отметим, что была накоплена месячная база ежесекундных измерений для неподвижного приемника.

     Передатчики НКА GPS излучают два непрерывных сигнала на частотах L1 и L2. Одночастотный 12-канальный GPS-приемник может одновременно принимать сигналы L1 на частоте и модулировать
общедоступный псевдослучайный C/A код (Coarse Acquisition Code) не более чем от 12 НКА.

     Несущая частота L1 состоит из двух компонентов, сдвинутых на для удобства их разделения. Первая компонента модулируется двумя двоичными последовательностями (дальномерный псевдослучайный P-код и информационная последовательность), складывающимися по модулю 2. Вторая - также модулируется двоичными последовательностями (дальномерным псевдослучайным C/A-кодом и информационной последовательностью), складывающимися по модулю 2. Информационная последовательность передается со скоростью 50 бит/с и содержит навигационные сообщения, включающие данные об орбите НКА, частотно-временные поправки по которым расчитывают сдвиг шкалы времени i-го НКА от шкалы времени GPS-системы и поправки, связанные с задержкой распространения сигнала.

     Принимая C/A-код, приемник измеряет временную задержку прохождения сигналов синхронизированных между собой НКА и доплеровское смещение частоты сигнала .

     Так как один цикл передачи C/A-кода состоит из 1023 бит и повторяется 1000 раз в секунду, зона однозначного измерения составляет . , где с - скорость света. Под псевдодальностью до i-го НКА называют величину . удовлетворяющую следующему соотношению:

(1)     ,

где . - целое число, - фазовый сдвиг псевдошумовой последовательности C/A-кода, вызванный различием в синхронизации часов i-го НКА и GPS-системы.

     Задача раскрытия обычно решается в приемнике с использованием регистрации фиксированных меток времени в цикле передачи информационной последовательности.

     В качестве псевдоскорости для i-го НКА приемник выдает следующее измерение

(2)     .

     В связи с нестабильностью кварцевого генератора приемника, модуляция псевдошумового C/A-кода начинается каждый раз заново для каждой группы одновременных измерений.

     Отметим, что измерения псевдодальности и псевдоскорости относятся, вообще говоря, к разным временам. Для измерения смещения доплеровской частоты требуется некоторый интервал времени, называемый временем накопления сигнала. Обычно время регистрации сигнала привязывают к середине этого интервала. В используемом приемнике время накопления сигнала фиксировано и составляет 1.4 секунды. Следовательно, измеренное значение псевдодальности относится к более позднему моменту времени и отличается от времени измерения псевдоскорости на величину [с].

     Для построения алгоритмов определения вектора состояния КА с использованием данных измерений необходимо учитывать специфику движения КА и строить соответствующую модель привязки данных измерений к одному моменту времени. В настоящей работе для определения вектора состояния наблюдателя использовались измерения неподвижного приемника, и предполагалось, что скорость наблюдателя и его положение в течение интервала остаются неизменными. Несмотря на введенные ограничения, алгоритм можно использовать в информационных приемниках на движущихся объектах.

     Т.к. на регистрацию одного бита измерительной информации C/A-кода требуется ,то если бы псевдодальность измерялась с точностью до 1 бита псевдошумовой последовательности, точность измерения псевдодальности составила бы , что соответствует ошибке в определении координат наблюдателя. При измерении псевдодальности с точностью половины бита, точность в определении координат составила бы 86[м]. В используемом GPS-приемнике заложена более сложная схема для разделения бита псевдошумовой последовательности.

Назад | Оглавление | Далее

Версия PDF: ftp://ftp.kiam1.rssi.ru/pub/gps/lib/publications/preprint36_01.pdf