А.Ю. Шатилов1
1 Национальный исследовательский университет «МЭИ» (Москва, Россия)
1 ShatilovAY@mpei.ru
Постановка проблемы. Традиционно для компенсации погрешностей, связанных с ионосферой, в глобальных спутниковых нвигационных системах (ГНСС) применяются двухчастотные сигналы. При этом измерения дальности (псевдодальности), полученные на разных несущих частотах одного и того же спутника, берутся с определенными весами, формируя так называемую «ионосферно-свободную» (Iono-free) комбинацию, которая поступает в блок решения навигационной задачи. Однако алгоритм Iono-free усиливает шумовые составляющие погрешностей дальности, что в сложных условиях приема (при низком отношении сигнал/шум (ОСШ) хотя бы по одной частоте) может нивелировать весь эффект от компенсации ионосферной составляющей. В этом случае погрешность координат, полученных с помощью алгоритма Iono-free, оказывается выше, чем при использовании просто одночастотных измерений. В настоящее время, наряду c развитием ГНСС, вводятся новые частотные диапазоны, что позволяет проводить измерения дальностей не по двум, а по трем-пяти сигналам от одного спутника на разных несущих частотах. Это дает дополнительные возможности по компенсации ионосферной составляющей.
Цель. Рассмотреть возможность повышения точности определений дальности до навигационного спутника за счет синтеза и анализа алгоритма оптимального взвешивания измерений дальности в нескольких частотных диапазонах с учетом ионосферных погрешностей.
Результаты. С применением метода максимального правдоподобия синтезирован алгоритм оптимальной обработки многочастотных измерений дальностей, который учитывает не только шумовые погрешности, но и погрешности, связанные с тропосферой и многолучевостью. Показано, что предлагаемый алгоритм полностью совпадает с алгоритмом Iono-free в частном случае, когда неионосферные ошибки полагаются нулевыми. Установлено, что оптимальное взвешивание приводит к тому, что погрешность комбинированной дальности ни при каких условиях не бывает выше, чем погрешность исходных измерений.
Практическая значимость. По сравнению с известным алгоритмом Iono-free применение разработанного алгоритма не приводит к усилению погрешностей при низком ОСШ и позволяет получать комбинированную дальность по измерениям более чем в двух частотных диапазонах.
Шатилов А.Ю. Оптимальная обработка многочастотных измерений дальности // Радиотехника. 2023. Т. 87. № 11. С. 121−129. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202311-17
- Sanz Subirana J., Juan Zornoza J.M., Hernández-Pajares M. Ionosphere-free Combination for Dual Frequency Receivers. Technical University of Catalonia. Spain. 2011.
- ГЛОНАСС. Модернизация и перспективы развития / Под ред. А.И. Перова. М.: Радиотехника. 2020.
- Перов А.И. Статистическая теория радиотехнических систем. М.: Радиотехника. 2022.