Система высокоточной дифференциальной коррекции для контроля подвижных объектов

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах управления движением транспорта для повышения точности и непрерывности определения координат подвижных объектов. Система высокоточной дифференциальной коррекции для контроля подвижных объектов включает децентрализованную сеть референцных станций и совокупность пользовательских приёмников спутниковых радионавигационных систем подвижных объектов. Референцные станции представляют собой сеть из пятидесяти девяти станций широкозонной системы дифференциальной коррекции и мониторинга – системы СДКМ и оборудованы двухчастотными приёмниками среднеорбитальных спутниковых радионавигационных систем, формирующих высокоточные поправки с учётом ионосферных и тропосферных погрешностей, передаваемых по узкополосным каналам через по меньшей мере один геостационарный или низкоорбитальный спутник связи. Пользовательские приёмники спутниковых радионавигационных систем для подвижных объектов обеспечивают оценку координат исходя из собственных грубых координат и дифференциальных поправок трёх ближайших станций широкозонной системы дифференциальной коррекции и мониторинга – системы СДКМ. Предлагаемое изобретение представляет собой дальнейшее совершенствование систем дифференциальной коррекции и направлено на обеспечение высокоточной дифференциальной коррекции на максимально большой территории при расстоянии порядка нескольких тысяч километров до ближайшей референцной станции, то есть решает техническую проблему актуальную при эксплуатации систем позиционирования в Российской Федерации. 1 ил.

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах управления движением транспорта для повышения точности и непрерывности определения координат подвижных объектов.

В качестве ближайшего аналога предлагаемой системы высокоточной дифференциальной коррекции может быть выбрана система высокоточной дифференциальной коррекции, предложенная в патенте на изобретение US9733359, патентообладатель – Trimble Inc., публикация 2017 г., в котором предложена система высокоточной дифференциальной коррекции для контроля подвижных объектов, включающая децентрализованную сеть референцных станций системы дифференциальной коррекции оборудованных приёмниками спутниковых радионавигационных систем, формирующих высокоточные поправки с учётом ионосферных и тропосферных погрешностей, передаваемых через спутники связи, а также совокупность пользовательских приёмников спутниковых радионавигационных систем для подвижных объектов, обеспечивающих оценку координат исходя из и дифференциальных поправок референцных станций системы дифференциальной коррекции.

Предлагаемое изобретение представляет собой дальнейшее совершенствование систем дифференциальной коррекции и направлено на обеспечения высокоточной дифференциальной коррекции на максимально большой территории при расстоянии порядка нескольких тысяч километров до ближайшей референцной станции, то есть решает техническую проблему актуальную при эксплуатации систем позиционирования в Российской Федерации.

Предложена система высокоточной дифференциальной коррекции для контроля подвижных объектов, включающая децентрализованную сеть референцных станций системы дифференциальной коррекции оборудованных приёмниками спутниковых радионавигационных систем, формирующих высокоточные поправки с учётом ионосферных и тропосферных погрешностей, передаваемых через спутники связи, совокупность пользовательских приёмников спутниковых радионавигационных систем для подвижных объектов, обеспечивающих оценку координат исходя из и дифференциальных поправок референцных станций системы дифференциальной коррекции. В отличие от аналога, сеть референцных станций представляет собой сеть станций широкозонной системы дифференциальной коррекции и мониторинга – системы СДКМ, оборудованных по меньшей мере, двухчастотными приёмниками среднеорбитальных спутниковых радионавигационных систем, формирующих высокоточные поправки с учётом ионосферных и тропосферных погрешностей, передаваемых через, по меньшей мере, один геостационарный или низкоорбитальный спутник связи (см. фиг. 1). Пользовательские приёмники обеспечивают оценку координат исходя из собственных грубых координат и дифференциальных поправок трёх ближайших станций широкозонной системы дифференциальной коррекции и мониторинга – системы СДКМ.

Существующая в настоящее время широкозонная система дифференциальной коррекции и мониторинга – система СДКМ на 2019 г. включает пятьдесят девять стационарных пунктов, оборудованных двухчастотными навигационными приёмниками среднеорбитальных радионавигационных систем. Координаты этих пунктов известны с высокой точностью и на каждом из них производятся круглосуточные измерения псевдодальностей по коду и фазе несущей до видимых навигационных космических аппаратов (НКА-1…N) в частотных диапазонах L1 и L2. Стационарные пункты системы СДКМ предлагается использовать в качестве референцных (опорных) станций, при этом подразумевается, что каждая станция (СДКМ-1…M) сети имеет метеорологическую и иные службы для полного устранения тропосферных ошибок. Ионосферную ошибку (задержку) вычисляют в приёмниках референцных станций (СДКМ-1…M) и учитывают при определении псевдодальности для двух диапазонов L1 и L2, то есть расстояния между точками, которые занимал навигационный космический аппарат (НКА) в момент предшествия (момент времени, который предшествует моменту формирования измерения на время распространения сигнала) и приёмник в момент формирования измерения.

Каждая станция сети СДКМ формирует высокоточные поправки, соответствующие её координатам с устранёнными ионосферными и тропосферными погрешностями и передаёт их посредством системы связи на геостационарный или же низкоорбитальный спутник связи. Оценка координат приёмником пользователя без дифференциальных поправок позволяет определить собственные грубые координаты, выбрать три ближайшие станции сети (СДКМ-1, СДКМ-2, СДКМ-3) и посредством системы связи получить поправки, соответствующие этим трём станциям, упорядочить их в соответствии с индексами потребительского приёмника и пересчитать на собственные грубые координаты. Как и указано выше, в навигационном решении используют ионосферосвободные значения псевдодальности, что обеспечивает устойчивость работы системы в условиях геомагнитных возмущений. Работа только с тремя ближайшими станциями сети (СДКМ-1, СДКМ-2, СДКМ-3), за счёт приёма четырёх медленноменяющихся поправок к псевдодальностям вместо шестнадцати поправок к измеренным радионавигационным параметрам – псевдодальностям до видимых навигационных космических аппаратов (НКА-1…N), позволит использовать узкополосные каналы передачи данных, что повысит быстродействие системы.

В результате при практическом применении предложенной системы высокоточной дифференциальной коррекции обеспечивается определение координат подвижного объекта на большой территории при расстоянии порядка нескольких тысяч километров от ближайшей референцной станции.

Система высокоточной дифференциальной коррекции для контроля подвижных объектов, включающая

децентрализованную сеть референцных станций системы дифференциальной коррекции, оборудованных приёмниками спутниковых радионавигационных систем, формирующих высокоточные поправки с учётом ионосферных и тропосферных погрешностей, передаваемых через спутники связи,

совокупность пользовательских приёмников спутниковых радионавигационных систем для подвижных объектов, обеспечивающих оценку координат исходя из дифференциальных поправок референцных станций системы дифференциальной коррекции, отличающаяся тем, что

сеть референцных станций представляет собой сеть из пятидесяти девяти станций широкозонной системы дифференциальной коррекции и мониторинга – системы СДКМ, оборудованных по меньшей мере двухчастотными приёмниками среднеорбитальных спутниковых радионавигационных систем, формирующих высокоточные поправки с учётом ионосферных и тропосферных погрешностей, передаваемые по узкополосным каналам через по меньшей мере один геостационарный или низкоорбитальный спутник связи, при этом

пользовательские приёмники обеспечивают оценку координат исходя из собственных грубых координат и дифференциальных поправок трёх ближайших станций широкозонной системы дифференциальной коррекции и мониторинга – системы СДКМ.