Введение
1. Общая характеристика спутниковых радионавигационных систем и факторы, влияющие на точность их позиционирования 14
1.1. Общие сведения о спутниковых радионавигационных системах GPS,l^IOHACC 14
1.1.1. Назначение, состав и требования к спутниковым радионавигационным системам 14
1.1.2. Структура радиосигнала и частотный план сигналов НС СРНС 16
1.1.3. Общие принципы и методы навигационно- временных определений 18
1.2. Источники погрешностей навигационно-временных определений СРНС 20
1.2.1. Кодово-фазовые измерения и измеряемые величины 20
1.2.2. Виды погрешностей и их вклад в точность навигационно-временных определений в СРНС 24
1) Погрешности, обусловленные расхождением шкал времени относительно системного времени СРНС 24
2) Погрешности эфемеридного обеспечения 25
3) Значение «геометрического фактора» в СРНС 25
4) Погрешности, вызванные дополнительной
задержкой распространения сигнала в аппаратуре НС и НАП..26
5) Погрешности многолучевости 26
6) Погрешности, вносимые на трассе распространения сигнала НС 27
1.3. Нерегулярные явления в ионосфере и их влияние на качество работы СРНС 32
1.3.1. Нерегулярные вариации полного электронного содержания 1) Явления, связанные с магнитными бурями 32
2) Перемещающиеся ионосферные возмущения и внезапные возмущения ПЭС 37
1.3.2. Влияние нерегулярных вариаций среды ОКП на параметры сигналов НС СРНС 38
1) Фазовое и групповое запаздывание радиоволн в ионосфере .39
2) Флуктуации амплитуды и фазы сигналов НС СРНС 41
1.3.3.Обзор литературы по влиянию нерегулярных явлений в ОКП на качество функционирования СРНС 46
Выводы по разделу 1 55
2. Методика алгоритмическое обеспечение оценки погрешности позиционирования СРНС
2.1. Характеристика критериев оценки точности позиционирования 56
2.2. Методика оценки точности и непрерывности позиционирования 58
2.2.1. Глобальная сеть двухчастотных приемников GPS 58
2.2.2. Описание RINEX-файлов 60
2.2.3. Последовательность обработки данных 62
2.3. Методика статистического оценивания погрешности позиционирования 64
2.4. Программно-алгоритмическое обеспечение 72
2.4.1. Исполняемые функции программного комплекса
"Навигатор" 72
2.4.2, Управление программным комплексом 77
3. Экспериментальные исследования погрешности и сбоев позиционирования спутниковой навигационной системы GPS 81
3.1. Характеристика экспериментальной базы данных и условия эксперимента 81
3.2. Погрешности позиционирования GPS при невозмущенной ионосфере 88
3.3. Погрешности позиционирования GPS в условиях геомагнитных возмущений 94
3.3.1. Магнитная буря 15-16 июля 2000 г 94
3.3.2. Магнитная буря 31 марта 2001 г 97
3.3.3. Магнитная буря 29-31 октября 2003 г 99
3.3.4. Статистика среднесуточных значений погрешности позиционирования 110
3.4. Сбои позиционирования в магнитоспокойных условиях 118
3.5. Сбои позиционирования в условиях возмущенной ионосферы 123
3.5.1. Магнитные бури 15 июля 2000 г и 31 марта 2001 г 123
3.5.2. Магнитная буря 29-31 октября 2003 г 125
3.5.3. Статистика сбоев позиционирования 134
3.6. Зависимость погрешности позиционирования от широты Ф- GPS станции 136
3.7. Зависимость плотности сбоев позиционирования от широты GPS станции 138
3.8. Статистические оценки точности позиционирования приемников GPS 142
3.8.1. Продолжительность возмущенного периода 143
3.8.2. Максимальные интервалы для различных значений погрешности 146
3.8.3. Статистическое распределение вероятности погрешности позиционирования 149
3.8.4. Теоретическое распределение вероятности
д погрешности позиционирования 153
Выводы по разделу 3 156
4. Геофизические факторы, влияющие на точность позиционирования GPS 157
4.1. Общая характеристика и геометрия эксперимента 157
4.2. Вариации полного электронного содержания 159
4.2.1. Степенной спектр ионосферных неоднородностей 161
4.2.2. Амплитудные вариации и пропуски данных 168
4.2.3. Наблюдения мерцаний амплитуды сигналов GPS 171
4.3. Динамика аврорального овала 175
4.3.1. Связь погрешности позиционирования с пространственно-временными характеристиками аврорального овала 15 июля 2000 г на территории Северной Америки 177
4.3.2. Связь погрешности позиционирования с пространственно-временными характеристиками аврорального овала 15 июля 2000 г в Восточной Сибири 178
4.3.3. Наблюдение сигналов обратного рассеяния 15 июля 179
4.3.4. Обсуждение и интерпретация результатов 183
4.4. Абсолютные значения и градиенты полного электронного содержания 186
4.5. Прогноз ухудшения точности позиционирования GPS на период предсказанного геомагнитного возмущения 189
4.5.1. Мониторинг околоземного космического пространства с целью прогноза геомагнитного возмущения 190
4.5.2. Прогноз погрешности позиционирования на предсказанное геомагнитное возмущение 197
4.5.3. Рекомендации пользователям по выбору приемников GPS 199
Выводы по разделу 4 201
А Заключение 202
Благодарности 204
Список используемых источников
