Обеспечение точной привязки по времени.

Всё было бы хорошо, если бы шкалы времени в СНС имели абсолютное совпадение. Не трудно подсчитать, что при расхождении бортовой шкалы времени НКА и шкалы приемника всего на 0,01 сек, погрешность в измерении расстояния будет в 3000 км. На борту НКА – высокостабильные атомные стандарты частоты и времени, точность которых, как указано выше, составляет наносекунды. В приемнике же шкалу времени определяет обычный кварцевый опорный генератор, стабильность частоты которого на несколько порядков ниже стабильности бортовых атомных стандартов. Т.е. в приемниках СНС находятся, по сути, обычные кварцевые часы.

Решение такой, казалось бы, сложной проблемы найдено в несложном техническом решении: в измерении расстояния дополнительно ещё до одного НКА вместо трех необходимых измерений, определяющих положение точки в трех мерном пространстве. В этом случае четыре неточных измерения (с“несовпадающими” часами) позволяют исключить относительное смещение шкалы времени приемника. И вот каким образом (см. рис 3.6).Предположим, что судно (точка О) находится в 0,05 сек от ИСЗ1 и в 0.06 сек от ИСЗ2. Для определения координат судна (широты и долготы) этих двух измерений было бы достаточно. Допустим, часы приемника СНС, установленного на судне, отстают на 0.01 сек. Тогда приемник вычислил бы, что расстояние до ИСЗ.1 составляет 0.06 сек, а до ИСЗ.2- 0.07 сек. В результате появятся две новые окружности, пересекающиеся уже в другой точке (на рис. 2.6, точка 2)  Вводим ещё одно измерение. В двухмерных координатах это означает использование дополнительно третьего НКА (ИСЗ3). Предположим,( если в приемнике абсолютно точные часы) ИСЗ3 находится в 0,07 сек от истинного положения судна и все три окружности пересекаются в одной точке О.Если добавить 0,01 сек ко всем трем измерениям, то новые окружности (на рис.3.6 они выделены красным цветом), соответствующие уже не истинным дальностям, а так называемым «псевдодальностям», не пересекутся в одной точке, образуют некоторый треугольник 1-2-3 ( окрашен в зеленый цвет)  и вероятное местоположение  судна окажется где-то внутри него. Таким образом, не существует точки, которая может быть одновременно в 0,006; в 0,07 и в 0,08 сек соответственно от спутников ИСЗ.1, ИСЗ.2 и ИСЗ.3. Это физически невозможно.

При обработке выявленного несовпадения вычислительное устройство приемника

начинает вычитание (или прибавление) некоторого (одного и того же для всех измерений)

интервала времени, к измеренным им псевдодальностям. Приемник продолжает корректировать время во всех измерениях до тех пор, пока не найдет решение, которое «проведет» все окружности  через одну точку.

 

Рис. 2.6. Псевдодальномерный метод определения местоположения.

Следовательно, при трехмерном измерении координат (долготы, широты и высоты) необходима обсервация по четырем НКА, чтобы исключить погрешность шкалы времени приемника по отношению к бортовой шкале времени НКА.

Таким образом:

Точная синхронизация шкал времени в СНС – ключ к измерению расстояний до НКА.

НКА точны во времени, поскольку на них установлены атомные «часы. При этом несмотря на то, что бортовые «часы» сами по себе чрезвычайно точны, их показания периодически корректируются по более точному атомному стандарту наземного сегмента управления СНС.

В приемниках установлены, как правило, обычные кварцевые часы, которые корректируются по бортовым часам НКА, а возможное расхождение во времени в момент измерения координат потребителя исключаются при помощи тригонометрических вычислений в самом приемнике.

Для выполнения таких вычислений необходимо произвести измерение расстояния до четвертого (дополнительного) НКА

Необходимость в проведении четырех измерений определяет вычислительное устройство приемника.

⇐ Предыдущая26272829303132333435Следующая ⇒

Поделиться: