RU2333507C2 - Method for ionosphere range error detection within two-frequency measurements - Google Patents

Method for ionosphere range error detection within two-frequency measurements Download PDF

Info

Publication number
RU2333507C2
RU2333507C2 RU2005137471/09A RU2005137471A RU2333507C2 RU 2333507 C2 RU2333507 C2 RU 2333507C2 RU 2005137471/09 A RU2005137471/09 A RU 2005137471/09A RU 2005137471 A RU2005137471 A RU 2005137471A RU 2333507 C2 RU2333507 C2 RU 2333507C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ionosphere
ionospheric
errors
range
measurements
Prior art date
Application number
RU2005137471/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005137471A (en
Inventor
Николай Николаевич Безсмолый
Татьяна Юрьевна Дубинко
Юрий Сергеевич Дубинко
Роман Леонидович Кузьмицкий
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Конструкторское бюро навигационных систем" (ЗАО "КБ НАВИС")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Конструкторское бюро навигационных систем" (ЗАО "КБ НАВИС") filed Critical Закрытое акционерное общество "Конструкторское бюро навигационных систем" (ЗАО "КБ НАВИС")
Priority to RU2005137471/09A priority Critical patent/RU2333507C2/en
Publication of RU2005137471A publication Critical patent/RU2005137471A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2333507C2 publication Critical patent/RU2333507C2/en

Links

Landscapes

  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention refers to methods of ionosphere range error elimination in radio-navigational receivers. Proposed method implies that linear combination of range measurements is created to eliminate regular errors and detect ionosphere errors, followed by local modelling of vertical ionosphere range errors within consumer area in the form of Taylor limited sequence of several variables with the degrees not exceeding two, creation of combined equations associating stated linear combinations with local error modelling indices, solution of the said redundant combined linear equations with least squares method whereat exact Doppler increments on two coherent frequencies f1 and f2 are applied instead of rough code pseudorange measurements.
EFFECT: elimination of ionosphere measurement errors.

Description

Изобретение относится к области повышения точности спутниковой навигации, в частности к способам устранения ионосферных ошибок измерения дальностей в радионавигационных приемниках.The invention relates to the field of improving the accuracy of satellite navigation, in particular, to methods for eliminating ionospheric measurement errors in radio navigation receivers.

В любом приемнике навигационной аппаратуры потребителей (НАП) измеряют псевдодальности (ПД) до каждого видимого спутника и псевдодоплеровские интегралы (ПДИ). ПДИ представляют собой приращения ПД на интервалах интегрирования Δt набегов фазы несущей. Погрешности измерения ПД включают систематические, вызванные неидентичностью опорных генераторов спутника и НАП и задержкой распространения сигналов в тропосфере. Эти погрешности не зависят от частоты несущей, в то время как ионосферная задержка в первом и достаточном для двухчастотных измерений приближении обратно пропорциональна квадрату этой частоты [1, с.84]. Однако математическая зависимость ионосферной задержки в дальностях от ПДИ до известного уровня техники отсутствует.In any receiver of consumer navigation equipment (NAP), pseudorange (PD) to each visible satellite and pseudo Doppler integrals (PDI) are measured. PDIs are PD increments at integration intervals Δt of carrier phase incursions. The errors in the measurement of PD include systematic ones caused by the non-identity of the satellite reference oscillators and NAPs and the delay in the propagation of signals in the troposphere. These errors are independent of the carrier frequency, while the ionospheric delay in the first approximation, which is sufficient for two-frequency measurements, is inversely proportional to the square of this frequency [1, p. 84]. However, there is no mathematical dependence of the ionospheric delay in ranges from PDI to the prior art.

Известны способ и устройство определения параметров локальной модели ионосферы для вычисления ионосферных ошибок по двухчастотным кодовым измерениям в приемниках GPS - патент США №5428358 от 27.06.1995 г. [2], заключающийся в формировании линейной комбинации этих измерений для исключения систематических ошибок и выделения ионосферной ошибки на первой частоте; построении локальной модели вертикальной ионосферной ошибки дальности в окрестности расположения потребителя в виде ограниченного ряда Тейлора нескольких переменных со степенями, не превышающими двух; формировании системы уравнений, связывающих вышеуказанные линейные комбинации с коэффициентами локальной модели ошибки; решении вышеуказанной избыточной системы линейных уравнений способом наименьших квадратов; графическом отображении сформированной карты вертикальной ионосферной ошибки. Данный способ позволяет определять ионосферную ошибку дальностей по двухчастотным псевдодальномерным измерениям, а также устройство, реализующее способ, включает двухчастотный приемник НАП с измерителями радионавигационных параметров и процессор. Примем его за прототип.A known method and device for determining the parameters of the local ionosphere model for calculating ionospheric errors from two-frequency code measurements in GPS receivers is US patent No. 5428358 dated 06/27/1995 [2], which consists in forming a linear combination of these measurements to eliminate systematic errors and highlight ionospheric errors at the first frequency; building a local model of vertical ionospheric range error in the vicinity of the consumer’s location in the form of a limited Taylor series of several variables with degrees not exceeding two; the formation of a system of equations linking the above linear combinations with the coefficients of the local error model; solving the above redundant system of linear equations using the least squares method; graphic display of the generated map of vertical ionospheric error. This method allows to determine the ionospheric error of ranges by two-frequency pseudo-range-finding measurements, and the device that implements the method includes a two-frequency NAP receiver with meters of radio navigation parameters and a processor. Let's take it as a prototype.

Однако этот способ имеет недостатки, такие как высокий уровень измерительных шумов и ошибок, вызванных многолучевым распространением сигналов спутников из-за отражений от местных предметов, окружающих приемную антенну НАП в кодовых измерениях ПД по задержке дальномерного кода. Это требует увеличения времени для их сглаживания. В свою очередь, увеличение этого времени приводит к необходимости учета временной изменчивости параметров модели ионосферы: как вертикальной задержки, так пространственных градиентов включением дополнительных неизвестных в число оцениваемых параметров. Но увеличение числа оцениваемых неизвестных ухудшает обусловленность задачи и приводит к ухудшению случайных составляющих всех оценок. Кроме того, межчастотные задержки в радиотракте как спутникового передатчика, так и приемника НАП имеют уровень в единицы метров, проявляются в измерениях как их сумма и не могут быть разделены в процессе их обработки. Поэтому задержки в НАП в соответствии с прототипом должны быть заранее откалиброваны, а спутниковые задержки включают дополнительно в число неизвестных параметров модели. В соответствии с вышеизложенным локальная модель ионосферы по способу-прототипу содержит (6+4+m) неизвестных параметров: 6 параметров пространственной локальной модели ионосферы "замороженной" на фиксированный момент времени, 4 параметра временной изменчивости за время накопления измерений и m - межчастотных задержек для m спутников. Увеличение числа спутников, измерения которых включают в обработку для уточнения параметров модели ионосферы, полезного эффекта не дает, поскольку каждый дополнительный спутник вносит свою межчастотную задержку в число неизвестных, подлежащих оцениванию. Некоторым компромиссом, принятым в прототипе для обработки информации 5 спутников, является время накопления измерений в 90÷120 минут.However, this method has disadvantages, such as a high level of measurement noise and errors caused by multipath propagation of satellite signals due to reflections from local objects surrounding the NAP receiving antenna in the code measurements of the PD for the delay of the ranging code. This requires an increase in time to smooth them. In turn, an increase in this time leads to the need to take into account the temporal variability of the parameters of the ionosphere model: both vertical delay and spatial gradients by including additional unknowns among the estimated parameters. But an increase in the number of estimated unknowns worsens the conditionality of the task and leads to a deterioration in the random components of all estimates. In addition, the inter-frequency delays in the radio path of both the satellite transmitter and the NAP receiver have a level of units of meters, are manifested in measurements as their sum and cannot be separated during processing. Therefore, the delays in the NAP in accordance with the prototype must be calibrated in advance, and satellite delays are additionally included in the number of unknown model parameters. In accordance with the foregoing, the local model of the ionosphere according to the prototype method contains (6 + 4 + m) unknown parameters: 6 parameters of the spatial local model of the ionosphere “frozen” at a fixed point in time, 4 parameters of temporal variability during the accumulation of measurements and m - inter-frequency delays for m satellites. An increase in the number of satellites, the measurements of which are included in the processing to refine the parameters of the ionosphere model, does not give a beneficial effect, since each additional satellite introduces its inter-frequency delay into the number of unknowns to be estimated. Some compromise adopted in the prototype for processing information of 5 satellites is the measurement accumulation time of 90 ÷ 120 minutes.

Все это ограничивает достижимую точность и применение способа и устройства-прототипа в НАП областью дорогостоящих приемников, в основном стационарных наземных. При этом реально достижимая погрешность определения ионосферной ошибки в дальности более чем в 100 раз превышает потенциальную для двухчастотных измерений.All this limits the achievable accuracy and application of the prototype method and device in NAP to the field of expensive receivers, mainly stationary terrestrial ones. In this case, the actually achievable error in determining the ionospheric error in the range is more than 100 times higher than the potential error for two-frequency measurements.

В основу изобретения поставлена задача создания такого способа, в котором повысится точность локальной модели вертикальной ионосферной ошибки, уменьшится время накопления измерений, снизятся требования к производительности процессора и устранятся ионосферные ошибки измерений.The basis of the invention is the task of creating such a method in which the accuracy of the local model of vertical ionospheric error increases, the accumulation time of measurements decreases, the requirements for processor performance decrease, and ionospheric measurement errors are eliminated.

Поставленная задача решается тем, что вместо грубых кодовых измерений псевдодальностей используют точные доплеровские их приращения на двух когерентных частотах f1 и f2.The problem is solved in that instead of coarse code measurements of pseudorange they use their exact Doppler increments at two coherent frequencies f 1 and f 2 .

Доплеровские измерения представляют собой лишь приращения дальностей на интервале Δt, что не позволяет связать их непосредственно с абсолютными величинами ионосферных ошибок, но обладают примерно в 1500 раз меньшим уровнем измерительных шумов и примерно в 200 раз меньшим уровнем ошибок многолучевости по сравнению с измерениями ПД. Кроме того, ПДИ не содержит (по определению) ошибок, вызванных межчастотными задержками в радиотрактах.Doppler measurements are only increments of ranges on the interval Δt, which does not allow us to relate them directly to the absolute values of ionospheric errors, but they have approximately 1500 times lower level of measuring noise and approximately 200 times lower level of multipath errors compared to AP measurements. In addition, the PDI does not contain (by definition) errors caused by inter-frequency delays in radio paths.

Для связи доплеровских измерений с ионосферной ошибкой дальностей используют факторизацию этой ошибки в виде [1, с.85]To connect the Doppler measurements with the ionospheric range error, use the factorization of this error in the form [1, p. 85]

Figure 00000001
Figure 00000001

где δDV1jион - вертикальная задержка на частоте f1 в подионосферной точке, то есть проекции на поверхность Земли точки "прокола" тонкого сферического ионосферного слоя лучом, соединяющим НАП с j-м спутником (j=1, 2...m);where δD V1j ion is the vertical delay at a frequency f 1 at the subionospheric point, that is, the projection of the puncture point of a thin spherical ionospheric layer onto the Earth’s surface by a beam connecting the NAP to the jth satellite (j = 1, 2 ... m);

m - количество видимых навигационных спутников;m is the number of visible navigation satellites;

ψj - угол возвышения j-го спутника над горизонтом НАП.ψ j is the elevation angle of the j-th satellite above the NAP horizon.

Ф(ψ) - фактор угла наклона, который вычисляют по известной формуле для тонкого сферического ионосферного слоя, например:Ф (ψ) is the slope factor, which is calculated according to the well-known formula for a thin spherical ionospheric layer, for example:

Figure 00000002
Figure 00000002

где Re - радиус Земли (Re≈6400 км);where R e is the radius of the Earth (R e ≈6400 km);

Нion - высота расположения над поверхностью Земли тонкого сферического ионосферного слоя (Нion≈400 км).Н ion - the height of a thin spherical ionospheric layer above the Earth’s surface (Н ion ≈400 km).

Оба сомножителя в (2) являются функциями времени. Вертикальная задержка зависит от освещенности ионосферы (времени суток), солнечной активности и изменения географических координат подионосферной точки, вызванного орбитальным движением j-го спутника. Значение функции наклонного луча зависит от текущей высоты спутника ψj над горизонтом потребителя.Both factors in (2) are functions of time. The vertical delay depends on the illumination of the ionosphere (time of day), solar activity and changes in the geographical coordinates of the subionospheric point caused by the orbital motion of the j-th satellite. The value of the inclined beam function depends on the current satellite height ψ j above the consumer’s horizon.

Дифференцируя обе части вышеприведенного выражения (2) по времени, получаютDifferentiating both parts of the above expression (2) with respect to time, we obtain

Figure 00000003
Figure 00000003

где δV1jион - ионосферная ошибка радиальной скорости на частоте f1 для j-го спутника.where δV 1j ion is the ionospheric error of the radial velocity at a frequency f 1 for the jth satellite.

Кроме того, в отличие от ПД, используемых для определения параметров локальной модели ионосферы в способе-прототипе, для исключения систематических ошибок измерений псевдодоплеровских интегралов и выделения ионосферной ошибки радиальной скорости, например, на первой частоте используют следующую линейную комбинацию:In addition, unlike PD, used to determine the parameters of the local ionosphere model in the prototype method, to eliminate systematic measurement errors of pseudo-Doppler integrals and highlight the ionospheric error of radial velocity, for example, the following linear combination is used at the first frequency:

Figure 00000004
Figure 00000004

где λ1 и λ2 - длины волн излучаемых спутниками радиосигналов на частотах f1 и f2 соответственно;where λ 1 and λ 2 are the wavelengths of the radio signals emitted by the satellites at frequencies f 1 and f 2, respectively;

ПДИ1ji и ПДИ2ji - псевдодоплеровские интегралы, измеренные на этих частотах (набеги фаз несущих), выраженных в фазовых циклах (безразмерные величины); PDI 1ji and PDI 2ji are pseudo- Doppler integrals measured at these frequencies (carrier phase incursions) expressed in phase cycles (dimensionless quantities);

Δt - время накопления ПДИ, причем индекс j соотносит переменные с номером спутника, а индекс i - с моментом времени ti.Δt is the PDI accumulation time, with index j correlating the variables with the satellite number, and index i with the time t i .

В связи с использованием существенно более точных измерений ограничивают время их накопления интервалом, на котором состояние ионосферы практически не меняется. По результатам экспериментальной отработки предлагаемого способа этот интервал составляет несколько десятков секунд.In connection with the use of substantially more accurate measurements, they limit the time of their accumulation to the interval at which the state of the ionosphere remains practically unchanged. According to the results of experimental testing of the proposed method, this interval is several tens of seconds.

Таким образом полученные ионосферные ошибки радиальных скоростей δV1jiион усредняют по времени на интервалах в несколько десятков секунд, где состояние ионосферы считают неизменным - "замороженным", например, по известной формуле среднего арифметического:Thus, the obtained ionospheric errors of radial velocities δV 1ji ion are averaged over time at intervals of several tens of seconds, where the state of the ionosphere is considered unchanged - “frozen”, for example, according to the well-known arithmetic mean formula:

Figure 00000005
Figure 00000005

На основании вышеизложенного упрощают локальную модель ионосферы, для чего исключают члены разложения в ряд Тейлора, связанные со временем (4 неизвестных коэффициента), а также m неизвестных межчастотных задержек для m спутников, поскольку ПДИ на разных частотах их не содержит. Последнее обстоятельство позволяет использовать измерения всех видимых спутников для повышения точности построения локальной модели "замороженной" ионосферы на интервалах в несколько десятков секунд.Based on the foregoing, the local ionosphere model is simplified by eliminating the terms of the Taylor expansion associated with time (4 unknown coefficients), as well as m unknown inter-frequency delays for m satellites, since the PDIs at different frequencies do not contain them. The latter circumstance allows us to use the measurements of all visible satellites to increase the accuracy of constructing a local model of the “frozen” ionosphere at intervals of several tens of seconds.

Временные зависимости оценок вертикальной задержки оставшихся 6 коэффициентов разложения в двумерный ряд Тейлора (с отбрасыванием членов степени выше второй) используют для дополнительного (полиномиального) сглаживания временных рядов этих оценок на больших интервалах времени, тем самым осуществляют мониторинг состояния ионосферы.The time dependences of the estimates of the vertical delay of the remaining 6 Taylor expansion coefficients in the two-dimensional Taylor series (with discarding the terms of degree higher than the second) are used for additional (polynomial) smoothing of the time series of these estimates at large time intervals, thereby monitoring the state of the ionosphere.

Кроме того, для вертикальных ионосферных ошибок дальностей записывают упрощенную модель в виде двумерного разложения в ряд Тейлора в окрестности НАП по степеням широтного и долготного отклонений подионосферных точек от соответствующих координат текущего положения НАП, ограниченный членами не выше второй степени:In addition, for vertical ionospheric range errors, a simplified model is written in the form of a two-dimensional expansion in a Taylor series in the vicinity of the NA, according to the degrees of latitudinal and longitudinal deviations of the pion ionosphere points from the corresponding coordinates of the current position of the NA, limited by members not higher than the second degree:

Figure 00000006
Figure 00000006

где δDV1ион(x, y) - функция пространственного распределения вертикальной ионосферной ошибки дальности;where δD V1 ion (x, y) is the spatial distribution function of the vertical ionospheric range error;

аk - параметры модели, k=0, 1...5;and k are the model parameters, k = 0, 1 ... 5;

x и y - величины, связанные с разностями долгот и широт подионосферной точки и НАП:x and y are the values associated with the differences in longitudes and latitudes of the subionosphere point and NAP:

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000008

где φ0, λ0 - географическая широта и долгота НАП;where φ 0 , λ 0 - geographical latitude and longitude of the NAP;

φ, λ - географическая широта и долгота подионосферной точки;φ, λ — geographical latitude and longitude of the pionosphere point;

А - азимут подионосферной точки;A is the azimuth of the subionospheric point;

α - угол между радиус-векторами НАП и подионосферной точкой. Этот угол вычисляют по формуле [2]α is the angle between the radius vectors of the NAP and the subionospheric point. This angle is calculated by the formula [2]

Figure 00000009
Figure 00000009

Подставляя выражение (7) в формулу (4), выполнив дифференцирование по времени и приравнивая левые части равенств (4) и (5) для каждого j-го спутника, получают систему m (по числу обрабатываемых спутников) уравнений для 6 неизвестных аk.Substituting expression (7) into formula (4), performing time differentiation and equating the left-hand sides of equalities (4) and (5) for each j-th satellite, we obtain a system m (by the number of processed satellites) of equations for 6 unknowns a k .

Линейную комбинацию измеряемых ПДИ (5), выраженную через параметры модели аk, записывают в формеA linear combination of measured PDI (5), expressed in terms of the model parameters a k , is written in the form

Figure 00000010
Figure 00000010

Частные производные hjk по параметрам модели аk имеют видThe partial derivatives h jk with respect to the parameters of the model a k have the form

Figure 00000011
Figure 00000011

Производную

Figure 00000012
формируют численным дифференцированием (3):Derivative
Figure 00000012
form by numerical differentiation (3):

Figure 00000013
Figure 00000013

где Ф(ψ(t1)) и Ф(ψ(t2)) - значения функции, вычисленные в моменты времени t1 и t2 соответственно.where Ф (ψ (t 1 )) and Ф (ψ (t 2 )) are the values of the function calculated at time instants t 1 and t 2, respectively.

Производные

Figure 00000014
и
Figure 00000015
вычисляют численным дифференцированием так же, как и
Figure 00000016
.Derivatives
Figure 00000014
and
Figure 00000015
computed by numerical differentiation in the same way as
Figure 00000016
.

Для связи доплеровских измерений с ионосферными ошибками дальностей также дифференцируют по времени выражение для вышеупомянутой ошибки в виде пространственной модели и получают уравнения, связывающие сглаженные по времени линейные комбинации доплеровских измерений для j-х спутников с вертикальными ионосферными ошибками дальностей в j-х подионосферных точках, причем систему этих m уравнений для 6 неизвестных параметров аk записывают в матричном виде:To associate Doppler measurements with ionospheric range errors, the expression for the aforementioned error in the form of a spatial model is also differentiated by time and equations are obtained that relate time-smoothed linear combinations of Doppler measurements for j-satellites with vertical ionospheric range errors at j-pion ionospheric points, and the system of these m equations for 6 unknown parameters and k are written in matrix form:

Figure 00000017
Figure 00000017

где

Figure 00000018
- вектор линейных комбинаций измерений в моменты времени ti;Where
Figure 00000018
is the vector of linear combinations of measurements at time t i ;

Figure 00000019
- вектор неизвестных параметров;
Figure 00000019
- vector of unknown parameters;

Н - матрица частных производных;H is the matrix of partial derivatives;

i=1, 2...n, где n - число измерений, a δV1jiион вычисляют по формуле (5) для разных моментов времени ti.i = 1, 2 ... n, where n is the number of measurements, and δV 1ji ion is calculated by the formula (5) for different times t i .

Избыточную (переопределенную) систему уравнений (14) ((n·m)>6) решают известным способом наименьших квадратов:The excess (overdetermined) system of equations (14) ((n · m)> 6) is solved in a known least-squares way:

Figure 00000020
Figure 00000020

С учетом (6) размерность матрицы Н уменьшится в десятки раз и станет равной k×m, где m - число обрабатываемых спутников, k - число неизвестных параметров модели (k=6).Taking into account (6), the dimension of the matrix H decreases tenfold and becomes equal to k × m, where m is the number of processed satellites, k is the number of unknown model parameters (k = 6).

В способе-прототипе Н имеет размерность, например, не менее 15×1200 (считают, что на 30-секундном интервале ионосфера не изменяется).In the prototype method, H has a dimension, for example, of at least 15 × 1200 (it is believed that the ionosphere does not change in the 30 second interval).

С учетом вышеизложенного матрицу Н формируют из частных производных hjk (12), вычисленных на середину интервала сглаживания [t1; tn]:In view of the foregoing, the matrix H is formed from the partial derivatives h jk (12) calculated on the middle of the smoothing interval [t 1 ; t n ]:

Figure 00000021
Figure 00000021

Определив параметры локальной модели вертикальной ионосферной ошибки дальности в окрестности расположения НАП из решения системы уравнений (15), сглаживают полученные величины ak временными полиномами на интервалах в несколько десятков минут. Сглаженные параметры модели подставляют в (7) и получают значение вертикальной ионосферной ошибки дальности δDV1jион. Умножая δDV1jион на фактор угла наклона j-го спутника, получают его наклонную ионосферную ошибку дальности.Having determined the parameters of the local model of vertical ionospheric range error in the vicinity of the NAP location from the solution of system of equations (15), the obtained values of a k are smoothed out by time polynomials at intervals of several tens of minutes. The smoothed model parameters are substituted into (7) and the value of the vertical ionospheric range error δD V1j ion is obtained . Multiplying the δD V1j ion by the slope factor of the jth satellite, we obtain its oblique ionospheric range error.

Устройство, реализующее способ, включает двухчастотный приемник НАП с измерителями радионавигационных параметров и процессор, осуществляющий решение как навигационной задачи, так и реализацию вышеупомянутого способа определения ионосферной ошибки дальностей по двухчастотным измерениям, причем в качестве радионавигационных параметров используют псевдодоплеровские интегралы, полученные как кодовым (стандартным) способом сопровождения несущих частот f1 и f2, так и бескодовым (полубескодовым) сопровождением частоты f2.A device that implements the method includes a two-frequency NAP receiver with meters of radio navigation parameters and a processor that solves both the navigation problem and the implementation of the aforementioned method for determining the ionospheric range error from two-frequency measurements, and pseudo-Doppler integrals obtained as code (standard) are used as radio navigation parameters a method of tracking carrier frequencies f 1 and f 2 , and codeless (semi-codeless) tracking frequency f 2 .

Источники информацииInformation sources

1. Dennis Odijk, Fast precise GPS positioning in the presence of ionospheric delays. Delft, 2002. 262 pages.1. Dennis Odijk, Fast precise GPS positioning in the presence of ionospheric delays. Delft, 2002.262 pages.

2. United States Patent №5428358 Apparatus and method for ionospheric mapping. 27.06.1995 г.2. United States Patent No. 5428358 Apparatus and method for ionospheric mapping. June 27, 1995

3. Schaer S. (1999), Mapping and Predicting the Earth's Ionosphere Using the Global Positioning System, Ph.D.Thesis, Astronomical Institute, University of Berne, 205 pages.3. Schaer S. (1999), Mapping and Predicting the Earth's Ionosphere Using the Global Positioning System, Ph.D. Thesis, Astronomical Institute, University of Berne, 205 pages.

Claims (1)

Способ устранения ионосферных ошибок измерения дальностей до видимых спутников в радионавигационных приемниках аппаратуры потребителей, заключающийся в том, что в радионавигационных приемниках аппаратуры потребителей осуществляют измерения параметров принятых спутниковых сигналов, измеряют дальности до видимых спутников, исключают из измерения дальности систематическую ошибку измерений за счет формирования линейных комбинаций этих измерений на двух известных частотах принятых сигналов, формируют локальную модель вертикальной ионосферной ошибки дальности в виде вертикальной задержки сигнала в ионосфере и ее градиентов по широте и долготе в окрестности расположения аппаратуры потребителя, отличающийся тем, что в качестве измеренных параметров принятых спутниковых сигналов при формировании локальной модели вертикальной ионосферной ошибки дальности используют доплеровские приращения дальностей на двух когерентных частотах в виде приращений псевдодальностей на интервалах интегрирования набегов фазы несущей соответствующего спутникового сигнала, с обеспечением исключения ошибок, вызванных межчастотными задержками в радиотрактах радионавигационных приемников аппаратуры потребителей для видимых навигационных спутников и ограничения времени накопления измерений интервалом, на котором состояние атмосферы практически не меняется, параметры локальной модели вертикальной ионосферной ошибки дальности для моментов времени усредненных измерений сглаживают, умножают на фактор угла наклона соответствующего спутника и при оценке сформированной модели ионосферной ошибки дальности получают наклонную ионосферную ошибку дальности до соответствующего спутника.A method for eliminating ionospheric errors in measuring ranges to visible satellites in radio navigation receivers of consumer equipment, which consists in measuring parameters of received satellite signals in radio navigation receivers of consumers, measuring ranges to visible satellites, and eliminating systematic measurement error from ranging by generating linear combinations these measurements at two known frequencies of received signals form a local model of vertical onospheric range error in the form of a vertical delay of the signal in the ionosphere and its latitude and longitude gradients in the vicinity of the consumer equipment, characterized in that Doppler range increments at two coherent frequencies are used as the measured parameters of the received satellite signals in the formation of a local model of vertical ionospheric range error in the form of increments of pseudorange over the integration intervals of the phase incursions of the carrier phase of the corresponding satellite signal, with By eliminating errors caused by interfrequency delays in the radio paths of the radio navigation receivers of consumer equipment for visible navigation satellites and limiting the accumulation time of measurements by the interval at which the state of the atmosphere remains practically unchanged, the parameters of the local model of vertical ionospheric range error for time moments of averaged measurements are smoothed, multiplied by the angle factor tilt of the corresponding satellite and when assessing the generated model of the ionospheric range error, I get inclined ionospheric error range to the corresponding satellite.
RU2005137471/09A 2005-12-02 2005-12-02 Method for ionosphere range error detection within two-frequency measurements RU2333507C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005137471/09A RU2333507C2 (en) 2005-12-02 2005-12-02 Method for ionosphere range error detection within two-frequency measurements

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005137471/09A RU2333507C2 (en) 2005-12-02 2005-12-02 Method for ionosphere range error detection within two-frequency measurements

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005137471A RU2005137471A (en) 2007-06-10
RU2333507C2 true RU2333507C2 (en) 2008-09-10

Family

ID=38312199

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005137471/09A RU2333507C2 (en) 2005-12-02 2005-12-02 Method for ionosphere range error detection within two-frequency measurements

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2333507C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2486544C2 (en) * 2010-10-22 2013-06-27 Всеволод Борисович Иванов Method of determining consumer coordinates in glonass/gps systems and apparatus for realising said method
RU2510882C1 (en) * 2012-12-20 2014-04-10 Николай Леонидович Бузинский Device for determining ionosphere altitude in scanned area
RU2510772C1 (en) * 2012-11-16 2014-04-10 Николай Леонтьевич Бузинский Device of determination of distance to ionosphere

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2717098C1 (en) * 2019-10-03 2020-03-18 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радиосвязь" (АО "НПП "Радиосвязь") Two-frequency phase method of determining signals delay of a navigation satellite system in the ionosphere

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2486544C2 (en) * 2010-10-22 2013-06-27 Всеволод Борисович Иванов Method of determining consumer coordinates in glonass/gps systems and apparatus for realising said method
RU2510772C1 (en) * 2012-11-16 2014-04-10 Николай Леонтьевич Бузинский Device of determination of distance to ionosphere
RU2510882C1 (en) * 2012-12-20 2014-04-10 Николай Леонидович Бузинский Device for determining ionosphere altitude in scanned area

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005137471A (en) 2007-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA3036928C (en) Localization and tracking using location, signal strength, and pseudorange data
Groves et al. Intelligent urban positioning using multi-constellation GNSS with 3D mapping and NLOS signal detection
CN103376454B (en) Advanced GLONASS using precise satellite Information locating(GNSS)
RU2479855C2 (en) Distance dependant error mitigation in real-time kinematic positioning
US9971037B2 (en) Anomaly detection using an antenna baseline constraint
RU2615984C2 (en) Assessment method of arrival navigation signals direction to receiver after reflection from walls in satellite positioning system
Park et al. Retracking considerations in spaceborne GNSS-R altimetry
Angrisano et al. Using local redundancy to improve GNSS absolute positioning in harsh scenario
Olynik Temporal characteristics of GPS error sources and their impact on relative positioning
MacGougan et al. Accuracy and reliability of tightly coupled GPS/ultra-wideband positioning for surveying in urban environments
RU2333507C2 (en) Method for ionosphere range error detection within two-frequency measurements
Abdullah et al. Improving ambiguity resolution rate with an accurate ionospheric differential correction
Brenot et al. GNSS meteorology and impact on NRT position
Kang A differential dynamic positioning algorithm based on GPS/Beidou
Khojasteh et al. Introduction to global navigation satellite systems and its errors
Wang et al. Improving GNSS Meteorology by Fusing Measurements of Several Co-located Receivers on the Observation Level
Miidla et al. Simulated studies of water vapour tomography
Kablak Procedure for determining tropospheric delays in the ZAKPOS/UA-EUPOS network of active reference stations
Hofmann-Wellenhof et al. Observables
Wang et al. Spaceborne Coherent GNSS Reflection Signal Processing over Complex Terrain
Januszewski How the troposphere affects positioning solution using satellite navigation systems
Yang et al. Slant tropospheric delay estimation using the integration of operational numerical weather modelling and CORS observations
Tawfeek et al. Regional Ionosphere Mapping Using Zero Difference GPS Carrier Phase
Stienne et al. GNSS code and phase processing techniques in a ground-based mobile altimetry system
US20200386896A1 (en) Single-epoch pseudo-range positioning under varying ionosphere delays

Legal Events

Date Code Title Description
HE4A Notice of change of address of a patent owner