Ошибки позиционирования GPS-приемников в условиях полярных геомагнитных возмущений

Определение своего положения с помощью GPS навигатора, отдельного прибора, или устройства, встроенного в карманный компьютер или сотовый телефон, уже стало совершенно обычной вещью.

Постепенно столь же привычным становится определение положения объекта с помощью систем на основе GPS/GSM/GPRS, когда на мониторе компьютера или экране сотового телефона можно увидеть участок карты с отметкой, где находится другой человек или его автомобиль.

''GPS'' - это первые буквы английских слов ''Global Positioning System'' - глобальная система местоопределения. GPS состоит из 24 искусственных спутников Земли, сети наземных станций слежения за ними и неограниченного количества пользовательских приемников-вычислителей. ''GPS'' предназначена для определения текущих координат пользователя на поверхности Земли или в околоземном пространстве.

По радиосигналам спутников GPS-приемники пользователей устойчиво и точно определяют текущие координаты местоположения. Погрешности не превышают десятков метров. Этого вполне достаточно для решения задач НАВИГАЦИИ подвижных объектов (самолеты, корабли, космические аппараты, автомобили и т.д.). Необходимо отметить, что при определении координат возникают различного рода ошибки, которые вносят свой вклад в неточности определения местоположения.

Исследованию вариаций погрешности позиционирования в зависимости от геофизических возмущений посвящено большое количество работ, наиболее полные сведения о которых можно найти в монографии (Афраймович, Перевалова 2006) и в ссылках, приведенных в этой монографии. В ней, в частности, демонстрируется сравнение погрешностей позиционирования GPS сигнала и меняющейся геомагнитной активностью в Оттаве в период выдающейся геомагнитной бури 29-31.10 2003 г. рис.1:

Рис. 1. Cуточные зависимости погрешности позиционирования во время двух магнитных бурь 29-31 октября 2003 года.

В верхней части рисунка представлены вариации Н-компоненты магнитного поля на двух станциях. Буквами А, В, С

отмечены три интервала времени, для которых характерны резкие и глубокие вариации магнитного поля амплитудой до 500-700 нТл. Интервал А связан с внезапным началом магнитной бури, а В и С соответствуют главным фазам. На северо-востоке США интервалы В и С относятся к послеполуденной (14: 00-20: 00 LT), а на юго-западе США - к дневной (10: 00-16: 00 LT) ионосфере. На северо-востоке США значительные выбросы погрешностей позиционирования σ (t) для приёмников Ashtech и Rogue совпадают по времени с периодами В и С, когда

наблюдались резкие, глубокие и продолжительные вариации напряжённости геомагнитного поля. Максимальная погрешность достигает значений 200-220 м. для приёмников Ashtech и Rogue. Наименьшая погрешность (не более 100 м.) наблюдалась для приёмников АОА и Trimble. На юго-западе США в периоды времени резких вариаций Н-компоненты магнитного поля на всех станциях GPS в зависимости от типа приёмника ошибка позиционирования возрастает до 70-180 м).

В дипломной работе делается попытка проанализировать влияние геофизических факторов на точность определения координат, а именно воздействие на сигнал искусственных спутников Земли возмущений в полярной ионосфере. Для этого автором был поставлен эксперимент по измерению параметров GPS сигнала в реальном времени в городе Апатиты с помощью приёмника GPS 18 LVC в различных условиях экранирования и при местоположениях приемника. Кроме того, автор принял участие в обработке комплексных данных по обработке временных рядов параметров GPS сигнала зарегистрированного в экспериментах 2006-2007 гг. с помощью приемника GARMIN-128 в составе коллектива сотрудников ПГИ и МГТУ.

Проведен сравнительный анализ геомагнитных возмущений на сети станций Баренц региона и вариаций отклонений в координатах, определяемых GPS-приёмником.

спутник радиосигнал приемник координата

• Состав GPS-системы ГЛОНАСС
• Принцип определения координат приёмника
• Структура передаваемых сигналов
• Источники ошибки местоопределения
• Общие сведения об экспериментах в Апатитах и Мурманске
• Первичные данные GPS - приёмника
• Использованные программы из математического обеспечения GPS
• Использование данных сети станций Баренцрегиона - IMAGE
• Использование данных наземных наблюдений полярных сияний

Интересное из раздела

Исследование блока усилителя промежуточной частоты изображения
Телевизор «Электроника Ц-432» - переносный телевизионный приемник цветного изображения - выпускается в настольном оформлении с различными вариантами отделки кор ...

Устройство оперативной памяти статического типа емкостью 12 Кб для микропроцессора Intel 8080
Одним из ведущих направлений развития современной микроэлектронной элементной базы являются большие интегральные микросхемы памяти, которые служат основой д ...

Повышение технологичности печатного узла усилителя на ОУ
Целью данного курсового проекта является повышение технологичности печатного узла усилителя на ОУ за счет применения прогрессивных методов монтажа SMD-к ...