Введение
Спутниковая навигационная система
Ошибки в трансионосферных сигналах
Цель работы
Описание эксперимента
Глава 1. Исследование суточного хода полного электронного содержания
Глава 2. Исследование флуктуаций сигналов
2.1 Исследование хода индексов флуктуаций для GPS спутников
2.2 Исследование хода индексов флуктуаций для геостационарных спутников
2.3 Исследование корреляции индексов флуктуаций, полученных на разных приёмниках
2.4 Анализ спектров флуктуаций
Глава 3. Анализ вкладов различных факторов в результирующее искажение сигналов.....31
Заключение
Литература
Спутниковая навигационная система – система, предназначенная для
определения местоположения наземных, водных и воздушных объектов. Первая такая
система была разработана США в 60-е года XX века с целью обеспечения информацией о
точных координатах своих атомных подводных лодок со стратегическими
баллистическими ракетами. В наше время существует множество спутниковых
навигационных систем, однако, только две: американская GPS и отечественная ГЛОНАСС
обеспечивают полное и бесперебойное покрытие земного шара.
Рассмотрим более подробно систему GPS (Global Positioning System-система
глобального позиционирования), так как в данной работе использовалась именно она. GPS
начали разрабатывать в 70-е годы, постепенно запуская и совершенствуя спутники, и в
1993 году, когда последний 24-й спутник, необходимый для полного покрытия земной
поверхности, был выведен на орбиту, GPS официально заработала. На сегодняшний день
GPS насчитывает 32 спутника.
Цель работы:
Определение оптимальных режимов работы аппаратуры для получения
экспериментальных результатов с целью определения полной электронной концентрации
ионосферы и параметров флуктуаций сигналов, в том числе спектров флуктуаций.
Получение двухчастотных данных для определения полного электронного
содержания (ПЭС) ионосферы и их обработка для исследования временного хода ПЭС.
Получение практических экспериментальных данных, используя 50Гц режим GPS
приемника, и их обработка, с целью измерения индексов флуктуации фазы и амплитуды
ионосферы, и последующего спектрального анализа.
Сравнение результатов аналогичных измерений, выполненных на двух
приёмниках, с целью дополнительной верификации результатов
В работе проведены наблюдения трансионосферных навигационных сигналов с
целью выяснения возможностей имеющейся аппаратуры для получения
экспериментальных данных, которые могут быть использованы для оценок параметров
среды распространения сигналов.
Для наблюдений были использованы приемно-регистрационные комплексы,
состоящие из двух профессиональных измерительных приемников геодезического класса
производителей Septentrio и Novatel.
Анализ временного хода ПЭС и индексов ионосферных мерцаний показал, что
значения, полученные с помощью приемника Septentrio, всегда меньше аналогичных
значений, полученных с помощью приемника Novatel. Спектральный анализ фазы и
амплитуды сигнала так же показал, что значения полезной и шумовой составляющей у
приемника Novatel несколько выше. При анализе данных было выяснено, что оба
приемника неидеальны, и у каждого имеются свои недостатки.
В некоторых сеансах измерений на суточном ходе ПЭС были зафиксированы
быстрые нерегулярные изменения ПЭС, которые, по-видимому, являлись следствием
геомагнитной бури, происходившей во время наблюдений.
При исследовании ионосферных мерцаний были получены индексы флуктуаций
амплитуды мерцаний S4 и фазы мерцаний ��, и коэффициенты корреляции между
аналогичными величинами для обоих приёмников. Анализ коэффициентов корреляции
говорит о том, что приёмники фиксируют не случайный шум, а изменения, происходящие
в атмосфере.
При анализе флуктуаций на двух частотах было выяснено, что в условиях
эксперимента (область средних широт ~60° с. ш.) ионосферная составляющая флуктуаций37
в большинстве случаев значительно слабее других факторов (тропосфера,
многолучёвость). Поэтому для исследования ионосферных неоднородностей в наших
условиях требуются длительные наблюдения с последующим отбором данных для
анализа.
