Анализ погрешностей спутниковой радионавигационной системы работающей в дифференциальном режиме (стр. 16 из 21)

а) 16.07.07, б) 23.07.07

а)

б)

Рисунок 5.5.6 – Зависимость ошибки определения местоположения выносной антенны приемника Z12 СРНС «Навстар» от высоты над уровнем моря (1 – ошибка по координате X, 2 – ошибка по координате Y, 3 – ошибка по координате Z) на позиции 2

а) 18.07.07, б) 20.07.07

Рисунок 5.5.7 – Зависимость ошибки определения местоположения выносной антенны приемника Z12 СРНС «Навстар» от высоты над уровнем моря (1 – ошибка по координате X, 2 – ошибка по координате Y, 3 – ошибка по координате Z) на позиции 3

Рисунок 5.5.8 – Зависимость ошибки определения местоположения выносной антенны приемника Z12 СРНС «Навстар» от высоты над уровнем моря (1 – ошибка по координате X, 2 – ошибка по координате Y, 3 – ошибка по координате Z) на позиции 4

Полученные результаты позволяют сделать следующие выводы.

1. Величина ошибки при местоопределении положения подвижной станции в малоэтажной застройке из-за влияния местных предметов составляет 1,5-2,5 м.

2. Величина ошибки местоопределения непостоянна и зависит от высоты антенны по отношению к застройке и другим местным предметам, а также от конкретной реализации группировки навигационных КА.

3. Детальный анализ ошибок местоположения необходим в случае требования по точности менее 2,5 м.

4. Если допустимая ошибка составляет порядка 2,5 м, основные проблемы использования спутниковых радионавигационных систем будут связаны с прерыванием приема сигналов навигационных КА из-за зданий большей этажности, чем использованная при проверке.

5.6 Измерения с помощью подвижной станции 2

5.6.1 Описание приемных позиций базовой и подвижной станций

Оценка погрешностей при использовании дифференциального режима измерения координат выполнялась также на одночастотной АП системы GPS типа AshtechSCA-12/12S. Измерения проводились в 433 аудитории учебного радиотехнического корпуса ТУСУР. Антенна АП располагалась вблизи стены здания, на крыше которого была установлена антенна опорной станции в точке с координатами: широта=56º 27.10862’; долгота=084º 57.71968’.

Измерения выполнялись в двух точках (положения №1 и №2, рисунок 5.5.9), расположенными на четвертом этаже четырехэтажного здания, ниже крыши на 2 м. Первая точка расположения антенны приемника СРНС была удалена от стены здания на 0,34 м, вторая – на 1,97 м.

Рисунок 5.5.9 – Взаимное расположение антенн базовой и выносной станций

5.6.2 Методика измерений

Измерения проводились сеансами по 30 минут (1800 отсчетов). При проведении измерений количество спутников в рабочем созвездии выносной станции изменялось от 3 до 6. Основные результаты измерений представлены на рисунках 5.5.10-5.5.13 (положение №1) и рисунках 5.5.14-5.5.17 (положение № 2) в виде гистограмм значений широты и долготы, приведенных к относительным линейным единицам. На гистограммах представлены числовые характеристики: средние и среднеквадратические значения.

5.6.3 Результат измерений

Рисунок 5.5.10 – Гистограмма широты антенны выносной станции, расположенной на удалении 0,34 м от стены здания

Рисунок 5.5.11 – Гистограмма широты антенны выносной станции, расположенной на удалении 1,97 м от стены здания (положение №1)

Рисунок 5.5.12 – Гистограмма долготы антенны выносной станции, расположенной на удалении 0,34 м от стены здания (положение №1)

Рисунок 5.5.13 – Гистограмма долготы антенны выносной станции, расположенной на удалении 1,97 м от стены здания (положение №1)

Рисунок 5.5.14 – Гистограмма широты антенны выносной станции, расположенной на удалении 0,34 м от стены здания (положение №2)

Рисунок 5.5.15 – Гистограмма широты антенны выносной станции, расположенной на удалении 1,97 м от стены здания (положение №2)

Рисунок 5.5.16 – Гистограмма долготы антенны выносной станции, расположенной на удалении 0,34 м от стены здания (положение №2)

Рисунок 5.5.17 – Гистограмма долгот антенны выносной станции, расположенной на удалении 1,97 м от стены здания (положение №2)

По полученным данным были рассчитаны расстояния между антеннами выносных станций в положении №1 и №2, базовой и выносной антенной в положении №1, базовой и выносной антенной в положении №2 и получены следующие значения (в скобках указаны геометрические расстояния).

На удалении 0,34 м от стены:

- между антеннами выносных станций в положении №1 и №2: 8,02м (7,93м),

- между антеннами базовой станцией и выносной в положении №1: 9,12м (9,85м),

- между антеннами базовой станцией и выносной в положении №2: 9,47 м (11,25 м).

На удалении 1,97 м от стены:

- между антеннами выносных станций в положении №1 и №2: 8,43 м (7,93 м),

- между антеннами базовой станцией и выносной в положении №1: 12,25 м (11,44 м),

- между антеннами базовой станцией и выносной в положении №2: 12,67 м (11,37 м).

Результаты измерений показывают, что случайные погрешности при расположении антенны вблизи стены здания велики (σ~1÷3 м), при удалении от здания на 2 метра они уменьшаются: в положении №1 по широте в 1,45 раз, по долготе в 1,97 раз и в положении №2 в 1,53 раз, 5,61 раз соответственно. Большие смещения, по-видимому, вызваны малым числом спутников в рабочем созвездии для выносной станции.

6. Организационно-экономическая часть

6.1 Технико-экономическое обоснование работы

Данная дипломная работа носит научно-исследовательский характер (НИР связана с проведением экспериментов, установлением определенных физических зависимостей и т.п.). Главной целью работы является анализ погрешностей спутниковой радионавигационной системы с использованием контрольных экспериментов.

Актуальность и необходимость проведения работ заключается в определении наиболее простого (дешевого) пути для уменьшении погрешности определения координат потребителя за счет методологических усовершенствований.

Для большей значимости данной работы используются реальные экспериментальные данные, затраты на которые незначительны по сравнению с затратами полного объема возможных работ.

Целесообразность выбора темы НИР и методов исследования на основе изучения литературы и научной информации основана на упрощении и удешевлении процесса обработки полученной информации и получении удобоваримой для понимания информации.

6.2 Планирование работ по разработке темы

Планирование работ по ДП заключается в составлении перечня работ, необходимых для достижения поставленных задач; определении исполнителей каждой работы; установлении продолжительности работ в рабочих днях; построении линейного или календарного графика.

Прежде всего, необходимо правильно установить оптимальную величину работ по теме. При расчленении темы на крупные этапы план-график работ становится слишком общим. При слишком дробной детализации он трудно воспринимается. Поэтому в каждом отдельном случае следует найти оптимальную степень разбивки темы на отдельные этапы и работы, что обеспечит возможность эффективного контроля и управления за разработкой. Перечень этапов и работ приведен в таблице 6.1.

Таблица 6.1 - Перечень этапов и работ.

Этап проведения НИР	Вид работ
Разработка ТЗ	Составление и утверждение ТЗ на НИР
Выбор направления исследования	Сбор и изучение научно-технической литературы, нормативно-технической документации и др. материалов, относящихся к теме работы.Составление аналитического обзора состояния вопросов по теме.Формулирования возможных направлений решения задач, поставленных в ТЗ НИР и их сравнительная оценка.Выбор и обоснование принятого направления проведения исследований (программы работ, плана-графика).
Теоретические и экспериментальные исследования	Разработка рабочих гипотез, построение моделей объекта исследования, обоснование допущений.Выявление необходимости проведения экспериментов для подтверждения отдельных положений теоретических исследований.Разработка частных методик проведения экспериментальных исследований.Подготовка моделей (макетов, экспериментальных образцов), а также испытательного оборудования, необходимых для проведения экспериментальных исследований.Проведение экспериментов, обработка полученных данныхСопоставление результатов экспериментов с теоретическими исследованиями.Корректировка теоретических моделей исследований.Проведение дополнительных экспериментов (при необходимости).
Обобщение и оценка результатов исследования	Обобщение результатов предыдущих этапов работы. Оценка полноты решения поставленных задач.Проведение дополнительных исследований, в том числе патентных (при необходимости).Разработка рекомендаций по исследованию результатов проведения НИР.Формулировка требований ТЗ на последующие НИР и ОКР.Составление и оформление отчета.Рассмотрение результатов проведенной НИР и приемка работ в целом.

Для планирования работ наиболее удобным является ленточный график планирования работ. Для построения ленточного графика необходимо рассчитать трудоемкость работ, это наиболее ответственная частью работ, так как трудозатраты составляют основную часть стоимости работы.