В последнее время все большее значение приобретает метод точного абсолютного решения (ТАР) или Precise Point Positioning (PPP) для определения координат по наблюдениям навигационных космических аппаратов (НКА). Точность координат пунктов, определяемых этим методом уже приближается к точности координат, определяемых относительными методами. Однако, погрешность результатов обработки наблюдений, полученных методом PPP обусловлена точностью эфемерид НКА, бортовых шкал времени, а также фазово-кодовых сдвигов. В точности оценивания эфемерид НКА в настоящее время достигнут большой прогресс, центры анализа ГНСС (Глобальных навигационных спутниковых систем) предоставляют пользователям спутниковые эфемериды с точностью 2-3 см. Кроме того, в силу динамических причин, эфемериды космических аппаратов изменяются гладко. Фазово-кодовые сдвиги также оцениваются с высокой точностью, а также несущественно влияют на точность координатных определений. Что же касается бортовых шкал времени, то точность их оценивания центрами анализа явно недостаточна для достижения сантиметровой точности координатного оценивания методом PPP. Ряды поправок к бортовым часам получаются независимо для каждого интервала обработки, что не гарантирует их непрерывности. Помимо этого, при оценке поправок, последние не представляются гладкими функциями, как в случае эфемерид.
В данной работе исследовалась одна из причин появления срывов фазы в навигационных наблюдениях. В рядах поправок к бортовым часам были обнаружены скачки, вызванные недостатками используемых моделей. В данной работе предложен метод автоматического поиска и исправления вышеуказанных недостатков. Были обработаны данные центра анализа ИАЦ-КВНО за 2017 год.
Далее рассмотрен один из часто используемых в обработке методов разрешения целочисленной неоднозначности LAMBDA и его модификация MLAMBDA.
Во второй главе дано краткое описание и история навигационных систем. В третьей главе описан алгоритм коррекции скачков в рядах поправок бортовых часов. В четвертой главе описаны проблемы учета атмосферной и ионосферной задержек. В пятой главе рассмотрен один из популярных методов разрешения целочисленной неоднозначности и его модифицированная версия.
В работе рассмотрена проблема повышения точности навигационных спутниковых определений за счет уменьшения влияния целочисленной неоднозначности фазовых измерений. Во-первых, выполнено исследование бортовых шкал времени навигационных спутников ГЛОНАСС и GPS за 2017-ый год по данным центров анализа ГНСС-измерений. Исследование показало, что вследствие несовершенных моделей бортовых часов шкалы времени аппаратов содержат фиктивные разрывы и скачки. Данные особенности бортовых шкал времени приводят к срывам фазы навигационных сигналов и, как следствие, к ухудшению точности координатных определений. На основе анализа данных, а также современных моделей бортовых часов была построена новая модель, опирающаяся на теорию оптимальной фильтрации Стратонови- ча. Кроме того был построен алгоритм автоматического поиска и устранения фиктивных скачков бортовых шкал времени. На основе построенной модели и алгоритма были обработаны бортовые шкалы за период 2017-ого года и построены нормализованные шкалы для каждого аппарата на данный период времени. Далее в работе рассмотрен алгоритм разрешения целочисленной фазовой неоднозначности и его применение в контексте решаемой задачи. Показана эффективность некоторых модификаций данного алгоритма.
1. Ansari K., Corumluoglu O., Verma P. An overview of the International GNSS Service (IGS) //. Т. 3. — 06.2017. — С. 54—58. — DOI: 10.13140/ RG.2.2.18533.91367.
2. Beard R., Senior K. Clocks // Springer Handbook of Global Navigation Satellite Systems / под ред. P. J. Teunissen, O. Montenbruck. — Cham : Springer International Publishing, 2017. — С. 121—164. — ISBN 978-3-31942928-1. — DOI: 10 . 1007 /978 - 3 - 319 - 42928 - 1_5. — URL: https : //doi.org/10.1007/978-3-319-42928-1_5.
3. Chang X.-W., Yang X., Zhou T. MLAMBDA: a modified LAMBDA method for integer least-squares estimation // Journal of Geodesy. — 2005. — Янв. — Т. 79. — С. 552—565. — DOI: 10.1007/s00190-005-0004-x.
4. CODE final product series for the IGS / R. Dach [и др.] //. — 2016.
5. CODE product series for the IGS-MGEX project / L. Prange [и др.] //. — 2017.
6. CODE rapid product series for the IGS / R. Dach [и др.] //. — 2016.
7. CODE’s five-system orbit and clock solution—the challenges of multi-GNSS data analysis / L. Prange [и др.] // Journal of Geodesy. — 2017. — Апр. — Т. 91, № 4. — С. 345—360. — ISSN 1432-1394. — DOI: 10.1007/s00190- 016-0968-8. — URL: https://doi.org/10.1007/s00190-016-0968-8.
8. Combining consecutive short arcs into long arcs for precise and efficient GPS Orbit Determination / G. Beutler [и др.] // Journal of Geodesy. — 1996. — Т. 70. — С. 287—299.
9. Emde Boas P. van. Another NP-complete problem and the complexity of computing short vectors in a lattice // Tecnical Report, Department of Mathmatics, University of Amsterdam. — 1981.
10. Euler H.-J., Landau H. Fast GPS ambiguity resolution on-the-fly for realtime application. — 1992. — Янв.
11. Fincke U., Pohst M. Improved methods for calculating vectors of short length in a lattice, including a complexity analysis // Mathematics of computation. — 1985. — Т. 44, № 170. — С. 463—471.
12. Flight Characterization of New Generation GNSS Satellite Clocks / O. Montenbruck [и др.] // NAVIGATION. — 2012. — Т. 59, № 4. — С. 291— 302. — DOI: https : //doi . org/10 . 1002/navi . 22. — eprint: https : / / onlinelibrary . wiley . com/ doi /pdf / 10 . 1002 /navi . 22. — URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/navi.22.
13. GNSS processing at CODE: status report / R. Dach [и др.] // Journal of Geodesy. — 2009. — Т. 83. — С. 353—365.
14. Gold R. Optimal binary sequences for spread spectrum multiplexing (Corresp.) // IEEE Transactions on Information Theory. — 1967. — Т. 13, № 4. — С. 619—621. — DOI: 10.1109/TIT.1967.1054048.
15. Golomb S., Welch L. Shift Register Sequences. — Holden-Day, 1967. — (Holden-Day series in information systems). — URL: https : / /books . google.ru/books?id=LqtMAAAAMAAJ....38