СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ПРЁМНИКОВ ГНСС

Глобальная спутниковая система навигации (Global Navigation Satellite System (GNSS)) – система, предназначенная для определения положения (географических координат) наземных, водных и воздушных объектов [13]. Спутниковые системы навигации также предоставляют возможность получить скорости и направления перемещения приёмника сигнала. Кроме того, могут использоваться для снятия точного времени. Такие системы состоят из космического оборудования и наземных участков для управления. Сейчас только две спутниковые системы создают полное и бесперебойное покрытие Земли – GPS и ГЛОНАСС [11]. Помимо них существуют также строящиеся спутниковые системы – BeiDou и Galileo, а также действующие региональные спутниковые системы – IRNSS и QZSS. Их рабочие частоты представлены на рисунке 1 [Приложение А]. Рисунок 1 – график используемых частот различными ГНСС Принцип работы спутниковых систем навигации основывается на измерении расстояния от антенны на объекте (положение в пространстве которого необходимо узнать) до спутников, позиция которых известна с высокой точностью. Таблица положений всех спутников называется альманахом, который должен иметь любой спутник до начала измерений. Обычно спутниковый приёмник сохраняет альманах в памяти со времени последнего выключения и, если он не утратил актуальности (устарел) – незамедлительно использует его [4]. Все спутники передают в своём сигнале весь альманах. Из этого следует, что, зная расстояния до нескольких спутников системы, с помощью простых геометрических построений и измерений, на основе альманаха, можно узнать расположение объекта в пространстве. Методика измерения расстояния от спутника до антенны основана на том, что скорость распространения радиоволн в пространстве считается известной [5]. Для осуществления возможности измерения времени распространяемого радиосигнала каждый спутник навигационной системы излучает сигналы точного времени, используя точно синхронизированные с системным временем атомные часы. При работе спутникового приёмника его часы синхронизируются с системным временем, и при дальнейшем приёме сигналов вычисляется задержка между временем излучения, содержащимся в самом сигнале, и временем приёма сигнала. Используя эту информацию, навигационный приёмник устанавливает пространственные координаты антенны. Все остальные параметры движения (скорость, направление движения, пройденное расстояние и т.п.) вычисляются на основе затраченного объектом времени на перемещение между двумя или более точками с определёнными координатами. В связи с влиянием внешних факторов (таких как ионосферный слой, отражение сигнала от неровностей земной поверхности, а также зданий и сооружений и т.п.) скорость распространения радиоволн изменяется и определение местоположения становится неточным. Система определения координат используется в разных сферах деятельности от промышленной и до бытовой [4]. Например, в картографии при помощи глобальной спутниковой системы навигации составляются очень точные карты и планы местностей с разнообразным рельефом. После составления эти карты используются по самым различным направлениям – от навигационных приложений на смартфоне до разработки военных стратегий. В геодезии при помощи ГНСС очерчиваются точные границы земельных участков и координаты каких-либо конкретных объектов. Таким образом повышение точности определения положения точки в пространстве является актуальным.