Оценка точности места судна, полученного с помощью GPS и DGPS.

Принцип определения своего места на земной поверхности в глобальной системе позицио-нирования (GPS) заключается в одновременном измерении расстояния до нескольких навигационных спутников (не менее трех) с известными параметрами их орбит на каждый момент времени, и вычислении по измеренным расстояниям своих координат (рис. 15). Данные о параметрах орбит и системы передаются со спутников и содержатся в т.н. «альманахе», хранящемся в памяти приемника. Приемоиндикатор системы спутниковой навигации или, как его еще называют, GPS-навигатор или приемник GPS принимает сигналы от спутников, измеряет расстояния до них, и по измеренным дальностям решает задачу определения своих координат – широты, долготы и, при приеме сигналов от 4-х и более спутников – высоты над уровнем моря, скорость, направление (курс), пройденный путь.

Для выполнения этих функций в состав навигатора входят приемник с антенной для приема сигналов, компьютер для их обработки и навигационных вычислений, дисплей для отображения навигационной и служебной информации и клавиатура для управления работой прибора.

 

Рис. 15. Принцип определения местоположения приемником GPS

GPS, бесспорно, наиболее точная глобальная система место определения. Но даже ее невероятная точность может быть повышена путем использования техники, получившей название "Дифференциальная GPS - DGPS". С ее использованием погрешности место определения уменьшаются до метров и ниже.

РИС.15 – не отражает прицип работы, нет точности в САНТИМЕТРАХ, ПОЛНАЯ ЕРУНДА

Моряки уже давно используют GPS для определения координат точки на земной поверхности с точностью до сантиметра! Новые методы и техника, которые они используют, строятся на основе DGPS. Эти сверхточные измерения обычно основываются на 15-минутном сборе данных от спутников при неподвижном приемнике и на очень точном знании координат некоторой "опорной", фиксированной на земной поверхности, точки, а также на использовании сложных вычислительных программ для камеральной обработки на ЭВМ накопленных данных.

Секрет получения высокой точности состоит в том, что с помощью приемника, помещенного на местности в точке с заранее точно определенными координатами, можно вычислить погрешности, возникающие в дальномерных спутниковых сигналах. Получается как бы новая точка отсчета, из которой можно передавать по радио сигналы коррекции на любые другие приемники GPS, находящиеся вместе с опорным в некоторой ограниченной области, для которой погрешности одинаковы.

Благодаря простой организации спутниковых сообщений, этот единственный корректирующий сигнал устраняет все возможные ошибки системы, независимо от того, возникают ли они из-за ухода часов, погрешностей в определении текущего положения спутника, или от ионосферных и тропосферных задержек. Сообщение о коррекции, которое посылает в эфир такая опорная станция, может быть организовано двумя способами.

В первом варианте "ведомым" приемникам по телеметрическим каналам посылаются данные об ошибках, а затем их компьютеры обрабатывают его совместно с собственными данными о местоположении для уточнения координат.

Другой способ как бы превращает опорную станцию в "псевдоспутник". Станция передает сигналы такой же структуры, как и спутники, т.е. содержащие псевдослучайные коды и информа-ционные сообщения.

"Ведомые" приемники обрабатывают сигналы опорной станции в одном из своих неис-пользованных каналов, т.е. получают данные коррекции тем же путем, что и данные об эфемеридах от реальных спутников. Система имеет тот недостаток, что при некоторых условиях "станция-псевдоспутник" ("pseudolite"), может быть источником помех в системе.