Вестник МГТУ. 2016, №4.

Вестник МГТУ. 2016. Т. 19, № 4. С. 774–779. DOI: 10.21443/1560-9278-2016-4-774-779 775 бортового устройства вызова экстренных служб становится обязательной для всех новых (в том числе "личных") автомобилей. Систему ГЛОНАСС предлагается использовать как для обеспечения безопасности движения [2; 3], так и для контроля водителей на автотранспортных предприятиях [4; 5]. Перспективным также является применение систем спутниковой навигации и для других видов транспорта. Например, в работе [6] рассматривается возможность улучшения качества управления железнодорожными перевозками и повышения безопасности на железнодорожном транспорте за счет использования систем ГЛОНАСС и GPS. Вопросам интеллектуальной навигации железнодорожного транспорта с помощью системы ГЛОНАСС посвящена работа [7]. В работе [8] обосновывается необходимость внедрения технологий спутниковой навигации на внутреннем водном транспорте с целью обеспечения надежного управления судоходством. Таким образом, обеспечение бесперебойной работы систем спутниковой навигации и уменьшение погрешностей определения местоположения объекта является актуальной и важной задачей. Результаты и обсуждение Проблема геолокации по данным глобальных навигационных спутниковых систем Решение любой из перечисленных выше задач требует определения координат приемника с адекватной решаемой задаче точностью и надежностью. Решение этой задачи эквивалентно нахождению координат приемника при условии, что известны координаты источников (минимум трех спутников) и расстояние до каждого из спутников. В такой постановке можно выделить погрешности, связанные с погрешностью определения положения источников, погрешности, связанные с определением расстояния "источник – приемник", а также с характеристиками покрытия спутниковой группировки земной поверхности. Первые погрешности уменьшают путем публикации уточненных эфемерид орбит спутников (для их определения требуются наземные станции слежения/контроля космического сегмента), для устранения вторых следует учитывать особенности распространения сигналов навигационных путников на пути "приемник – источник". Основным источником этой погрешности является ионосферная задержка сигнала, которая непосредственно связана с распределением электронной плотности (в ионосфере) вдоль луча "источник (спутник) – приемник (наземная станция)". Подробнее этот вопрос изложен в следующем пункте. Последняя, связанная с конфигурацией орбит спутниковой группировки, составляющая погрешности не может быть компенсирована "модельным" способом. В качестве наглядного примера отметим, что точность определения координат у различных глобальных навигационных систем в разных регионах отличается, однако все из них предоставляют худшие показатели в высоких широтах (вплоть до неработоспособности в приполярных областях). Это объясняется углами наклонения орбит спутников: 64,8 ° у спутников системы ГЛОНАСС, 55 ° у спутников системы GPS и 56 ° у спутников системы Galileo. Погрешность навигационных систем, связанная со средой распространения сигнала Одним из факторов, увеличивающих погрешность определения местоположения объекта навигационной системой, является прохождение сигнала от спутника к приемнику через ионосферу, имеющую свои неоднородности структуры, зависящие в том числе от геофизической обстановки. Навигационный приемник определяет местоположение объекта путем решения навигационной задачи с использованием так называемых псевдодальностей от точки приема сигнала до навигационных спутников. В работе [9], посвященной прогнозированию шумовой погрешности измерения псевдодальностей в условиях возмущений F-слоя ионосферы, сделан вывод о том, что при таких условиях шумовая погрешность может возрасти до 1000 раз по сравнению с условиями спокойной ионосферы. Результаты исследования влияния ионосферы на определение псевдодальностей в полярных районах приведены в работе [10]. Эксперимент проводился при спокойной геомагнитной обстановке в условиях полярной ночи и позволил определить степень влияния ионосферы на распространение сигнала от навигационного спутника. Исследованию влияния состояния ионосферы на точность определения местоположения объекта посвящена также работа [11]. Для полярных районов был предложен аппаратно-программный комплекс, позволяющий исследовать особенности GPS-позиционирования в морской арктической зоне [12]. При решении задач спутникового позиционирования наиболее важны данные по полному электронному содержанию ионосферы вдоль траектории распространения сигнала. В работе [13] приведен краткий обзор методов учета состояния ионосферы в спутниковых системах позиционирования. После длительной апробации в качестве стандартной справочной модели ионосферы в системе GPS была принята модель Клобучара [14], позволявшая осуществлять коррекцию параметров сигналов спутников с учетом ионосферной задержки. Как указано в работе 2 , погрешность определения координат с использованием такой модели ионосферы может составлять порядка 10 метров для случая двухчастотных приемников 2 Global Positioning System. Standard Positioning Service Performance Standard. U.S. Department of Defense, October, 2008. 160 p. URL: http://www.gps.gov/technical/ps/2008-SPS-performance-standard.pdf.