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

Организация технологической железнодорожной связи
Дальнейшее повышение эффективности и качества грузовых и пассажирских перевозок требует максимального использования достижений науки и техники и широкого вн ...

Усилитель низкой частоты для наушников
За последние 100 лет, значительные изменения во многих областях науки и техники обусловлены быстрым развитием электроники. На сегодняшний день невозможно на ...

Проект кабельной линии
Железнодорожная сеть представляет собой единую, работающую по общему плану систему, части которой взаимодействуют друг с другом. Работа всех звеньев министе ...