RU2492499C1 - Method of determining location of object with use of global navigation satellite systems and system for its implementation - Google Patents
Method of determining location of object with use of global navigation satellite systems and system for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2492499C1 RU2492499C1 RU2012107880/28A RU2012107880A RU2492499C1 RU 2492499 C1 RU2492499 C1 RU 2492499C1 RU 2012107880/28 A RU2012107880/28 A RU 2012107880/28A RU 2012107880 A RU2012107880 A RU 2012107880A RU 2492499 C1 RU2492499 C1 RU 2492499C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- navigation
- output
- time
- matrix
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 40
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 31
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 36
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 19
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 30
- FGRBYDKOBBBPOI-UHFFFAOYSA-N 10,10-dioxo-2-[4-(N-phenylanilino)phenyl]thioxanthen-9-one Chemical compound O=C1c2ccccc2S(=O)(=O)c2ccc(cc12)-c1ccc(cc1)N(c1ccccc1)c1ccccc1 FGRBYDKOBBBPOI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- TVEXGJYMHHTVKP-UHFFFAOYSA-N 6-oxabicyclo[3.2.1]oct-3-en-7-one Chemical compound C1C2C(=O)OC1C=CC2 TVEXGJYMHHTVKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 4
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 3
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 3
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 241000208140 Acer Species 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к области спутниковой навигации и геодезии.The present invention relates to the field of satellite navigation and geodesy.
Глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС) позволяют определять координаты (x, y, z) объекта (фазового центра расположенной на объекте антенны навигационного приемника) по измеренным значениям псевдодальностей до спутников и их эфемеридам (пространственным координатам спутников, заданным на строго определенные моменты времени).Global navigation satellite systems (GNSS) allow you to determine the coordinates (x, y, z) of an object (phase center of the antenna located on the object of the navigation receiver) from the measured values of the pseudorange to the satellites and their ephemeris (spatial coordinates of the satellites given at strictly defined points in time).
Геометрическое расстояние между объектом и j-ым спутником равно:The geometric distance between the object and the j-th satellite is:
где {х, y, z} - искомые координаты объекта в момент приема сигнала,where {x, y, z} are the desired coordinates of the object at the time of signal reception,
{xj, yj, zj] - координаты j-го спутника в момент излучения сигнала.{x j , y j , z j ] - coordinates of the j-th satellite at the moment of signal emission.
Приемник на объекте измеряет время прохождения сигнала с момента его излучения до момента приема, которое, умноженное на скорость света c, равняется так называемой «псевдодальности» ρj. Ввиду того, что сигнал распространяется в атмосфере, а не в вакууме, то измеряемое время включает в себя атмосферные задержки, погрешности, связанные с переотражением сигнала, и др. Кроме того, метка времени, транслируемая спутником в излучаемом сигнале, оказывается смещенной относительно системного времени ГНСС из-за нестабильности частоты бортового генератора. Еще большее отличие псевдодальности ρj от величины Dj связано с уходом часов навигационного приемника относительно системного времени орбитальной группировки.A receiver at an object measures the time it takes for a signal to pass from the moment of its emission to the moment of reception, which, multiplied by the speed of light c, equals the so-called “pseudorange” ρ j . Due to the fact that the signal propagates in the atmosphere, and not in vacuum, the measured time includes atmospheric delays, errors associated with signal re-reflection, etc. In addition, the time stamp transmitted by the satellite in the emitted signal is shifted relative to the system time GNSS due to the instability of the frequency of the on-board generator. An even greater difference in the pseudorange ρ j from the value of D j is associated with the departure of the clock of the navigation receiver relative to the system time of the orbital grouping.
Обозначим момент излучения (emission) сигнала j-тым спутником
или с учетом (1),or subject to (1),
где δtr - отклонение временной шкалы приемника от шкалы системного времени ГНСС в момент приема сигнала приемником,where δt r is the deviation of the receiver timeline from the GNSS system timeline at the time the receiver receives the signal,
Используя эфемеридную информацию и соответствующие математические модели, можно частично скомпенсировать и учесть в выражении (2) отклонение
где
a - временной параметр, характеризующий расхождение временной шкалы приемника и системной шкалы времени спутниковой группировки. a is a time parameter characterizing the discrepancy between the receiver timeline and the satellite constellation system timeline.
Выражение (3) называется навигационным уравнением. В нем имеется четыре неизвестных (x, y, z, δtr).Expression (3) is called the navigation equation. It has four unknowns (x, y, z, δt r ).
При этом погрешность
Таким образом, для определения местоположения объекта необходимо, как минимум, четыре уравнения, т.е. четыре одновременно видимых спутника. Для повышения надежности и точности определения координат объекта современные навигационные приемники делаются двух системными, т.е. одновременно принимающими сигналы двух (ГЛОНАСС и GPS) орбитальных группировок.Thus, to determine the location of an object, at least four equations are necessary, i.e. four simultaneously visible satellites. To increase the reliability and accuracy of determining the coordinates of the object, modern navigation receivers are made two system, i.e. simultaneously receiving signals of two (GLONASS and GPS) orbital groups.
Обычно данную систему линеаризуют, раскладывая в ряд Тейлора, в окрестности первого приближения (x0, y0, z0,
где
Известны различные аналитические (безитерационные) способы вычисления координат объекта при использовании 4 спутников: способы, предложенные Краузе [1] в 1987 г, Клеусбергом [2] в 1994 г., Графаредом и Шаном [3] в 1996 г. Недостатками данных способов является невозможность использования в них избыточного количества спутников.There are various analytical (non-iterative) methods for calculating the coordinates of an object using 4 satellites: methods proposed by Krause [1] in 1987, Kleusberg [2] in 1994, Grafared and Shan [3] in 1996. The disadvantages of these methods are the impossibility the use of excess satellites in them.
Наиболее близким к заявленному способу является способ, предложенный в 1985 г Банкрофтом [4]. Он предназначен для решения избыточной системы навигационных уравнений в случае одной орбитальной группировки, но не применим при одновременном использовании сигналов от двух группировок. Это связано с тем, что уход часов приемника от системного времени орбитальных группировок ГЛОНАСС и GPS различен. Кроме того, в навигационных приемниках пользователя обычно частоты гетеродинов в каналах ГЛОНАСС и GPS имеют независимые уходы частоты. Поэтому неизвестными становятся пять величин: координаты объекта x, y, z и времена δt1 и δt2 ухода часов приемника (или a 1, a 2 определяемых по формуле 4) в каналах ГЛОНАСС и GPS.Closest to the claimed method is the method proposed in 1985 by Bancroft [4]. It is intended to solve an excess system of navigation equations in the case of one orbital constellation, but is not applicable when using signals from two constellations at the same time. This is due to the fact that the receiver clock moves away from the system time of the GLONASS and GPS orbital groups. In addition, in user navigation receivers, usually the local oscillator frequencies in the GLONASS and GPS channels have independent frequency drifts. Therefore, five quantities become unknown: the coordinates of the object x, y, z and the times δt 1 and δt 2 of the receiver’s clock departure (or a 1 , a 2 determined by formula 4) in the GLONASS and GPS channels.
Актуальной является задача определения местонахождения объекта, когда часть навигационных спутников принадлежит орбитальной группировке ГЛОНАСС, а другая - GPS (например, имеется три спутника ГЛОНАСС и два GPS).The urgent task is to determine the location of an object when some of the navigation satellites belong to the GLONASS orbital constellation, and the other belongs to GPS (for example, there are three GLONASS satellites and two GPS).
Типовая реализация системы определения местоположения объекта, наиболее распространенная в настоящее время, описана в патенте US 4672382 «Система определения местоположения» от 04.12.1985, выбранная в качестве аналога. Блок-схема системы приведена на фиг.1, где:A typical implementation of the location system of the object, the most common at the present time, is described in patent US 4672382 "Positioning system" from 12/04/1985, selected as an analogue. The block diagram of the system is shown in figure 1, where:
1. Орбитальная группировка навигационных спутников;1. Orbital constellation of navigation satellites;
2. Приемная антенна навигационных сигналов;2. Receiving antenna of navigation signals;
3. Блок формирования измерений;3. Block forming measurements;
4. Блок условия;4. Block conditions;
5. Блок грубой начальной оценки;5. Block rough initial assessment;
6. Блок итерационных вычислений координат;6. Block iterative calculation of coordinates;
7. Блок оценки хранения координат в памяти;7. The block estimates the storage of coordinates in memory;
8. Блок управления маршрутом.8. The control unit of the route.
В блоке формирования измерений происходят измерение (оценка) псевдодальностей и выделение эфемерид всех спутников. В блоке итерационного вычисления координат производится селекция навигационных спутников, присвоение весов каждой из оценок псевдодальности, расчет координат спутников на момент измерения псевдодальностей, далее методом последовательных приближений решается линеаризованная система навигационных уравнений (5) с последующим сглаживанием и выдачей рассчитанных координат на средство, использующее эту информацию, например, в блок управления маршрутом.In the unit of formation of measurements, the measurement (estimation) of pseudorange and the separation of the ephemeris of all satellites take place. In the block of iterative calculation of coordinates, navigation satellites are selected, the weights of each pseudorange estimate are weighted, satellite coordinates are calculated at the moment of pseudorange measurement, then a linearized system of navigation equations is solved by successive approximations (5) with subsequent smoothing and output of the calculated coordinates to the tool using this information , for example, in the route control unit.
Система навигационных уравнений (3), связывающая координаты объекта x, y, z и величину δt с текущими значениями координат спутников, является нелинейной. Она решается итерационным методом с помощью линеаризации уравнений в окрестности априорно известных координат объекта. Если количество спутников более четырех, число уравнений в системе становится избыточным. Применением метода наименьших квадратов оно сводится к четырем. Как правило, критерием сходимости итерационного алгоритма решения навигационных уравнений является минимизация некоего функционала.The system of navigation equations (3), connecting the coordinates of the object x, y, z and the value δt with the current values of the coordinates of the satellites, is nonlinear. It is solved by an iterative method using linearization of equations in a neighborhood of a priori known coordinates of the object. If the number of satellites is more than four, the number of equations in the system becomes redundant. Using the least squares method, it boils down to four. As a rule, the criterion for convergence of an iterative algorithm for solving navigation equations is the minimization of a certain functional.
Последовательность операций для аналога (фиг.1) показана на фиг.2, где:The sequence of operations for the analogue (figure 1) is shown in figure 2, where:
9. Прием навигационного сигнала;9. Reception of a navigation signal;
10. Первичная цифровая обработка навигационных сигналов (с выделением эфемерид и служебной информации) и формирование псевдодальностей;10. Primary digital processing of navigation signals (with the separation of ephemeris and service information) and the formation of pseudo-ranges;
11. Присвоение весов псевдодальностям, селекция спутников, коррекция псевдодальностей;11. Assigning weights to pseudorange, satellite selection, correction of pseudorange;
12. Прогноз координат спутников по актуальным эфемеридам на моменты времени излучения сигналов;12. The forecast of the coordinates of the satellites on the actual ephemeris at the time moments of the emission of signals;
13. Условия существования первого приближения x, y, z, δtr;13. Conditions for the existence of the first approximation x, y, z, δt r ;
14. Вычисление первого приближения x, y, z, δtr;14. The calculation of the first approximation x, y, z, δt r ;
15. Решение линеаризованной системы навигационных уравнений, итерация вычисления очередных x, y, z, δtr;15. The solution of the linearized system of navigation equations, iteration of the calculation of the next x, y, z, δt r ;
16. Условие выполнимости Δδtr<ε, где ε - допустимая величина невязки по времени между шкалой приемника и системного времени ГНСС;16. The feasibility condition Δδt r <ε, where ε is the allowable value of the residual in time between the receiver scale and the GNSS system time;
17. Норма невязки исходной системы должна быть меньше заданной величины;17. The norm of the residual of the original system should be less than a given value;
18. Сглаживание результатов фильтром Калмана;18. Smoothing the results with a Kalman filter;
19. Запись вычислений и вывод x, y, z, δtr для пользователя.19. Record of calculations and output x, y, z, δt r for the user.
Недостатками итерационных способов решения системы навигационных уравнений являются:The disadvantages of iterative methods for solving the system of navigation equations are:
- необходимость задания начального приближения;- the need to set the initial approximation;
- вероятность несходимости вычислений для заданной точности;- the probability of convergence of calculations for a given accuracy;
- время расчета (объем вычислений) зависит не только от количества спутников, но и от условий наблюдения.- the calculation time (calculation volume) depends not only on the number of satellites, but also on the observation conditions.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в создании способа и системы определения местоположения объекта при использовании двух орбитальных группировок навигационных спутников с аналитической оценкой навигационных параметров.The problem to which the invention is directed is to create a method and system for determining the location of an object using two orbital constellations of navigation satellites with an analytical assessment of navigation parameters.
Техническим результатом, заявляемого изобретения является безитерационное получение оптимального результата определения местонахождения объекта по методу наименьших квадратов (МНК) для избыточного количества спутников двух орбитальных группировок за фиксированное время.The technical result of the claimed invention is the iteration-free obtaining of the optimal result of determining the location of an object using the least square method (OLS) for an excess of satellites of two orbital constellations in a fixed time.
Технический результат достигается тем, что способ определения местоположения объекта при использовании глобальных навигационных спутниковых систем заключающийся в том, что:The technical result is achieved by the fact that the method of determining the location of the object when using global navigation satellite systems is that:
- принимают сигналы от первой GPS и второй ГЛОНАСС орбитальных группировок навигационных спутников;- receive signals from the first GPS and the second GLONASS orbital constellations of navigation satellites;
- производят первичную цифровую обработку навигационных сигналов с выделением эфемерид и псевдодальностей;- produce primary digital processing of navigation signals with the allocation of ephemeris and pseudorange;
- рассчитывают скорректированные псевдодальности;- calculate the corrected pseudorange;
- прогнозируют координаты спутников по актуальным эфемеридам на моменты времени излучения навигационных сигналов;- predicting the coordinates of the satellites according to the actual ephemeris at time instants of radiation of navigation signals;
- определяют координаты x, y, z, временной параметр a 1, соответствующий расхождению часов навигационного приемника от системного времени первой орбитальной группировки и временной параметр a 2, соответствующий расхождению часов навигационного приемника от системного времени второй орбитальной группировки методом наименьших квадратов, используя информацию от всех спутников с одинаковым весом первой и второй орбитальных группировок, путем аналитического решения системы нелинейных уравнений с минимизацией невязок;- determine the coordinates x, y, z, the time parameter a 1 corresponding to the divergence of the clock of the navigation receiver from the system time of the first orbital group and the time parameter a 2 corresponding to the divergence of the clock of the navigation receiver from the system time of the second orbital group using the least squares method, using information from all satellites with the same weight of the first and second orbital constellations, by analytically solving a system of nonlinear equations with minimizing residuals;
- проверяют выполнимость условия a 1<ε, где ε - допустимая величина невязки по времени между шкалой навигационного приемника и системного времени глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС);- check the validity of the condition a 1 <ε, where ε is the permissible time difference between the scale of the navigation receiver and the system time of the global navigation satellite system (GNSS);
- подводят часы навигационного приемника до системного времени ГНСС;- bring the clock of the navigation receiver to the GNSS system time;
- сглаживают результаты определения фильтром Калмана;- smooth out the results of the determination by the Kalman filter;
- записывают результаты определения x, y, z, a 1, a 2 и выводят их для пользователя.- record the results of determining x, y, z, a 1 , a 2 and display them for the user.
Система определения местоположения объекта при использовании глобальных навигационных спутниковых систем включающая:A system for determining the location of an object using global navigation satellite systems, including:
- первую орбитальную группировку навигационных спутников GPS;- The first orbital constellation of GPS navigation satellites;
- вторую орбитальную группировку ГЛОНАСС;- the second orbital group GLONASS;
- приемную антенну навигационных спутниковых сигналов от первой орбитальную группировки навигационных спутников GPS и второй орбитальной группировки ГЛОНАСС;- a receiving antenna for navigation satellite signals from the first orbital constellation of GPS navigation satellites and the second GLONASS orbital constellation;
- блок формирования измерений;- unit for forming measurements;
- блок вычислений координат и временных параметров;- unit for calculating coordinates and time parameters;
- блок записи и вывода результатов вычислений на пользователя;- a unit for recording and outputting calculation results to a user;
причем выход приемной антенны навигационных спутниковых сигналов соединен с входом блока формирования измерений, вход блока вычислений координат и временных параметров соединен с выходом блока формирования измерений, вход блока вывода результатов вычислений соединен с выходом блока вычислений координат и временных параметров, выход блока записи и передачи результатов вычислений является выходом системы.moreover, the output of the receiving antenna of the navigation satellite signals is connected to the input of the unit for forming measurements, the input of the unit for calculating coordinates and time parameters is connected to the output of the unit for forming measurements, the input of the unit for outputting calculation results is connected to the output of the unit for calculating coordinates and time parameters, the output of the unit for recording and transmitting calculation results is the output of the system.
Блок вычислений координат и временных параметров содержит арифметико-логическое устройство с возможностью операций сложения, умножения и вычитания, первый вход которого соединен с выходом блока формирования измерений, блок расчета комплексно-сопряженной матрицы, вход которого соединен с выходом блока формирования измерений, блок расчета скалярных построчных произведений вектора с матрицей и матрицы с матрицей, вход которого соединен с выходом блока формирования измерений, второй и третий входы арифметико-логического устройства соединены с выходами комплексно-сопряженной матрицы и блока расчета скалярных построчных произведений вектора с матрицей и матрицы с матрицей соответственно, блок расчета корней полинома, вход которого соединен с выходом арифметико-логического устройства с возможностью операций сложения, умножения и вычитания, блок вычисления вектора состояний {x, y, z, a 1, a 2}, вход которого соединен с выходом блока расчета корней полинома, выход блока вычисления вектора состояний {x, y, z, a 1, a 2} является выходом блока вычислений координат и временных параметров.The unit for calculating coordinates and time parameters contains an arithmetic-logical device with the possibility of addition, multiplication and subtraction, the first input of which is connected to the output of the unit for forming measurements, the unit for calculating the complex conjugate matrix, the input for which is connected to the output of the unit for forming measurements, the unit for calculating scalar line-by-line products of a vector with a matrix and a matrix with a matrix, the input of which is connected to the output of the unit for forming measurements, the second and third inputs of the arithmetic-logical device inens with outputs of a complex conjugate matrix and a block for calculating scalar row-wise products of a vector with a matrix and a matrix with a matrix, respectively, a block for calculating the roots of a polynomial whose input is connected to the output of an arithmetic-logic device with the possibility of addition, multiplication and subtraction, block for calculating the state vector { x, y, z, a 1, a 2}, whose input is connected to the output of the polynomial roots calculation unit, calculation unit output state vector {x, y, z, a 1, a 2} is the output of the coordinate calculations and temporary parameter in.
Обобщенная блок-схема заявляемой системы определения местоположения объекта при использовании глобальных навигационных спутниковых систем приведена на фиг.3., где:A generalized block diagram of the inventive system for determining the location of the object when using global navigation satellite systems is shown in figure 3., where:
20. Первая орбитальная группировка навигационных спутников GPS;20. The first orbital constellation of GPS navigation satellites;
21. Вторая орбитальная группировка навигационных спутников ГЛОНАСС;21. The second orbital constellation of GLONASS navigation satellites;
22. Приемная антенна навигационных сигналов;22. The receiving antenna of navigation signals;
23. Блок формирования измерений;23. Block forming measurements;
24. Блок вычислений координат и временных параметров;24. Block for calculating coordinates and time parameters;
25. Блок записи и вывода результатов вычислений на пользователя.25. A unit for recording and outputting calculation results to a user.
Блок-схема последовательности определения координат для заявленной системы, работающей по двум ГНСС, показана на фиг.4., где:A block diagram of the sequence for determining coordinates for the claimed system operating on two GNSSs is shown in figure 4., where:
26. Прием навигационного сигнала;26. Reception of a navigation signal;
27. Первичная цифровая обработка навигационных сигналов (с выделением эфемерид и служебной информации) и формирование псевдодальностей. Выполнение коррекции псевдодальностей;27. The primary digital processing of navigation signals (with the separation of ephemeris and service information) and the formation of pseudorange. Performing correction of pseudorange;
28. Прогноз координат спутников по актуальным эфемеридам на моменты времени излучения сигналов;28. Prediction of satellite coordinates by actual ephemeris at time points of signal emission;
29. Определение x, y, z, a 1, a 2 путем аналитического решения системы нелинейных уравнений с минимизацией невязок;29. Determination of x, y, z, a 1 , a 2 by analytical solution of a system of nonlinear equations with minimization of residuals;
30. Условие выполнимости a 1<ε, где ε - допустимая величина невязки по времени между шкалой приемника и системного времени ГНСС;30. The feasibility condition is a 1 <ε, where ε is the allowable value of the residual in time between the receiver scale and the GNSS system time;
31. Подвод часов приемника до системного времени ГНСС;31. Drive receiver clock to GNSS system time;
32. Сглаживание результатов фильтром Калмана;32. Smoothing the results with a Kalman filter;
33. Завершение вычисления и вывод x, y, z, a 1, a 2.33. Completion of the calculation and output x, y, z, a 1 , a 2 .
На фигуре 5 представлена блок-схема блока вычислений координат и временных параметров для получения аналитического решения системы навигационных уравнений, где:The figure 5 presents a block diagram of a unit for calculating coordinates and time parameters to obtain an analytical solution to the system of navigation equations, where:
34. Арифметико-логическое устройство (сложение, умножение, вычитание);34. Arithmetic-logical device (addition, multiplication, subtraction);
35. Блок расчета комплексно-сопряженной матрицы;35. Block calculation complex conjugate matrix;
36. Блок расчета скалярного произведения для пар векторов, вектор-матрица (построчно), матрица-матрица (построчно);36. The unit for calculating the scalar product for pairs of vectors, the vector matrix (line by line), the matrix matrix (line by line);
37. Блок расчета корней полинома;37. Block for calculating the roots of a polynomial;
38. Блок вычисления вектора состояний {x, y, z, a 1, a 2}.38. The unit for computing the state vector {x, y, z, a 1 , a 2 }.
В соответствии с предлагаемой последовательностью (фиг.4), на первых двух шагах происходит прием навигационной спутниковой антенной 22 и первичная цифровая обработка навигационных сигналов (с выделением эфемерид и служебной информации) и формирование псевдодальностей блоком формирования измерений 23. В блоке 23 так же проводится коррекция измеренной псевдодальности ρj на величину атмосферной задержки по общепринятым моделям, учет ухода часов спутников о системного времени. Окончательным этапом обработки данных в блоке 23 является прогноз координат спутников по актуальным эфемеридам на моменты времени излучения сигналов.In accordance with the proposed sequence (figure 4), the first two steps are the reception of the navigation satellite antenna 22 and the primary digital processing of the navigation signals (with the separation of ephemeris and service information) and the formation of pseudorange by the unit for forming measurements 23. In block 23, the correction is also carried out measured pseudorange ρ j by the amount of atmospheric delay according to generally accepted models, taking into account the departure of the satellite clock about the system time. The final stage of data processing in block 23 is the prediction of the coordinates of the satellites according to the actual ephemeris at the time moments of the emission of signals.
На следующем шаге выполняется определение {x, y, z, a 1, a 2} путем аналитического решения в блоке вычислений координат и временных параметров 24.At the next step, the determination of {x, y, z, a 1 , a 2 } is carried out by means of an analytical solution in the block of calculation of coordinates and time parameters 24.
Для минимизации количества вычислений в приемнике его временную шкалу необходимо привязать к системному времени одной из ГНСС. На фиг.4 показан пример с привязкой к шкале времени первой ГНСС. После вычисления решения системы навигационных уравнений, если уход времени приемника больше допустимого, необходимо подвести часы приемника к шкале выбранной ГНСС и пересчитать однократно решение с учетом скорректированного положения спутников.To minimize the number of calculations in the receiver, its timeline must be tied to the system time of one of the GNSS. Figure 4 shows an example with reference to the time scale of the first GNSS. After calculating the solution of the system of navigation equations, if the receiver time deviation is more than acceptable, it is necessary to bring the receiver clock to the scale of the selected GNSS and recalculate the solution once taking into account the corrected position of the satellites.
На последних этапах обработки при необходимости происходит сглаживание информации фильтром Калмана и вывод полученных значений {x, y, z, a 1, a 2}в блок записи и передачи результатов вычислений, выполненного с возможностью записи данных и передачи их пользователю.At the last stages of processing, if necessary, the information is smoothed by the Kalman filter and the obtained values {x, y, z, a 1 , a 2 } are output to the recording and transmission unit of the calculation results, which is capable of recording data and transmitting it to the user.
Ниже описан алгоритм обработки данных в вычислителе.The following describes the data processing algorithm in the computer.
Для понимания последовательности обработки данных необходимо составить систему навигационных уравнений определенного вида, с учетом пяти неизвестных.To understand the sequence of data processing, it is necessary to compose a system of navigation equations of a certain type, taking into account five unknowns.
Для орбитальной группировки под номером 21 (фиг.3.) (ГЛОНАСС), уравнение для j-го спутника в соответствии с (3) имеет вид:For the orbital constellation at number 21 (Fig. 3.) (GLONASS), the equation for the j-th satellite in accordance with (3) has the form:
где [x, y, z] - искомые координаты приемника,where [x, y, z] are the desired coordinates of the receiver,
[xj, yj, zj) - координаты j-го спутника,[x j , y j , z j ) - coordinates of the j-th satellite,
ρj - скорректированная псевдодальность до j-го спутника,ρ j is the corrected pseudorange to the j-th satellite,
a 1 - временной параметр, характеризующий расхождение временной шкалы приемника от системного времени первой орбитальной группировки, умноженное на скорость света. a 1 - time parameter characterizing the divergence of the receiver timeline from the system time of the first orbital grouping, multiplied by the speed of light.
Для орбитальной группировки под номером 20 (фиг.2) (GPS), уравнение для g-го спутника в соответствии с (6) имеет вид:For the orbital constellation at number 20 (FIG. 2) (GPS), the equation for the gth satellite in accordance with (6) has the form:
где {xg, yg, zg}- координаты g-го спутника,where {x g , y g , z g } are the coordinates of the gth satellite,
ρj - скорректированная псевдодальность до g-го спутника,ρ j is the corrected pseudorange to the gth satellite,
a 2 - временной параметр, характеризующий расхождение временной шкалы приемника от системного времени второй орбитальной группировки, умноженное на скорость света. a 2 - time parameter characterizing the divergence of the receiver timeline from the system time of the second orbital grouping, multiplied by the speed of light.
После переноса временного параметра в правую часть уравнений (6), (7) и возведения в квадрат получим:After transferring the time parameter to the right side of equations (6), (7) and squaring we get:
Далее необходимо учесть, что из каждой ОГ может наблюдаться разное кол-во спутников, пусть в ОГ ГЛОНАСС наблюдается количество спутников =n1, а в GPS - n2, общее кол-во спутников n=n1+n2. Отклонение шкалы приемника от ГЛОНАСС и GPS будут a 1 и а 2 соответственно. В результате получим систему из n уравнений вида (8).Further, it is necessary to take into account that from each exhaust gas a different number of satellites can be observed, let the number of satellites = n 1 be observed in the GLONASS exhaust gas, and n 2 , the total number of satellites n = n 1 + n 2 in GPS. The deviation of the receiver scale from GLONASS and GPS will be a 1 and a 2, respectively. As a result, we obtain a system of n equations of the form (8).
Для решения данной системы необходимо перейти в пятимерное линейное пространство векторов L(R), такое, что для двух векторов
Определим следующий искомый 5-мерный вектор:We define the following desired 5-dimensional vector:
Решение системы уравнений вида (8).Solution of a system of equations of the form (8).
Определим следующие 5-мерные векторы:We define the following 5-dimensional vectors:
Где индекс k обозначает размерность единичного вектора
Тогда система будет решаться относительно искомого вектора
Для выбранных векторов, в соответствии с (8) имеем:For the selected vectors, in accordance with (8), we have:
при любом j for any j
В этом случае систему навигационных уравнений для ГЛОНАСС и GPS можно записать в следующем виде:In this case, the system of navigation equations for GLONASS and GPS can be written in the following form:
Систему уравнений (14) можно переписать в матричном виде. Для этого необходимо перейти к операциям линейной алгебры, заменив скалярное произведение и арифметические операции с векторами в каждом отдельном уравнении системы на матрично-векторные операции.The system of equations (14) can be rewritten in matrix form. For this, it is necessary to go over to linear algebra operations, replacing the scalar product and arithmetic operations with vectors in each separate equation of the system by matrix-vector operations.
Введем обозначения:We introduce the following notation:
Λ - скалярная величина,Λ is a scalar quantity,
B и B* - матрица системы и комплексно сопряженная ей матрица,B and B * are the matrix of the system and its complex conjugate matrix,
D - вектор, составленный из значащих элементов диагональной матрицы, с элементами главной диагонали произведения BB*.D is a vector composed of significant elements of the diagonal matrix, with elements of the main diagonal of the product BB * .
P - диагональная матрица, с элементами pj на главной диагонали.P is the diagonal matrix, with elements p j on the main diagonal.
Введем также обозначение составного вектора, следующего вида:We also introduce the notation of a composite vector of the following form:
Используя введенные обозначения, получим следующий вид системы навигационных уравнений (14):Using the introduced notation, we obtain the following form of the system of navigation equations (14):
, ,
после выражения обобщенного произведения Лоренца матричными операциями получим:after expressing the generalized Lorentz product by matrix operations, we obtain:
Данная система уравнений решается однозначно относительно неизвестного вектора
Решение системы будет иметь следующий вид:The solution of the system will be as follows:
где B+=(BTB)-1BT where B + = (B T B) -1 B T
a 1; a 2 - параметры при поиске решения, а Λ найдем исходя из его определения
Произведение В+ на любое слагаемое в скобках дает вектор размерности 5. Таким образом (16) является системой из пяти уравнений с шестью неизвестными
Используя свойство линейности выбранного скалярного произведения векторов, в результате преобразований получим:Using the linearity property of the selected scalar product of vectors, as a result of transformations we get:
Путем алгебраических преобразований получим выражение вида:Using algebraic transformations, we obtain an expression of the form:
где Q2, Q1, Q0 имеют следующий вид:where Q 2 , Q 1 , Q 0 have the following form:
Решения квадратного уравнения с параметрами (20) имеют следующий вид:The solutions of the quadratic equation with parameters (20) have the following form:
Полученные результаты подставляются в (16):The results obtained are substituted in (16):
. .
Вообще говоря, необходимо решать только последние два уравнения, так как первые три (x, y, z) уже выражены через параметры (a 1, a 2).Generally speaking, it is necessary to solve only the last two equations, since the first three (x, y, z) are already expressed in terms of the parameters ( a 1 , a 2 ).
Последних двух уравнений необходимо подставить в буквенном выражении Q0, Q1, Q2, перенести иррациональность в левую часть, а параметры в правую и возвести обе части в квадрат. После всех преобразований должна получиться подсистема с двумя неизвестными и двумя уравнениями, решив которую значения параметров можно будет поставить в первые три уравнения.The last two equations must be substituted in the literal expression Q 0 , Q 1 , Q 2 , transfer irrationality to the left side, and the parameters to the right and square both sides. After all the transformations, a subsystem with two unknowns and two equations should be obtained, having decided which parameter values can be put in the first three equations.
При общем количестве спутников n размерность матрицы В+ будет 5×n. Для выполнения дальнейших выкладок введем следующее обозначение:With a total number of satellites n, the dimension of the B + matrix will be 5 × n. To perform further calculations, we introduce the following notation:
Последние два последних уравнения системы (16) в этом случае имеют вид:The last two last equations of system (16) in this case have the form:
Обозначим
После подстановки получим уравнение:After substitution, we obtain the equation:
Получаем квадратное уравнение, из которого найдем a 1 как функцию от а 2. Введем следующие обозначенияWe obtain the quadratic equation from which we find a 1 as a function of a 2 . We introduce the following notation
W1=-2KW1 = -2K
Решение имеет следующий вид:The solution is as follows:
Найденное значение подставляем в выражение (22):We substitute the found value into expression (22):
Подставляя в (23) в символьном виде значения Q2 и
Коэффициенты полинома (24) не содержат неизвестных и вычисляются с использованием входных данных. В общем виде коэффициенты вычисляемы, но ввиду их громоздкости не приводятся. Используя среды мат. моделирования MATLAB/Maple коэффициенты последнего уравнения можно получить в символьном виде с целью дальнейшей реализации алгоритма на языках низкого уровня (C/C++).The coefficients of polynomial (24) do not contain unknowns and are calculated using the input data. In general, the coefficients are calculated, but due to their bulkiness are not given. Using environment mat. MATLAB / Maple simulation, the coefficients of the last equation can be obtained in symbolic form for the purpose of further implementation of the algorithm in low-level languages (C / C ++).
Для нахождения корней полинома восьмой степени целесообразно использовать метод сопровождающей матрицы(companion matrix) [5].To find the roots of the eighth degree polynomial, it is advisable to use the companion matrix method [5].
Далее, используя полученные действительные значения а 2 вычислить a 1. А используя полученные параметры, получить решение x, y, z.Next, using the obtained real values of a 2 calculate a 1 . And using the obtained parameters, get the solution x, y, z.
Таким образом, блок-схему последовательности решения системы нелинейных уравнений для двух орбитальных группировок с учетом избыточности можно представить в виде, показанном на фиг.6., где:Thus, the flowchart for solving a system of nonlinear equations for two orbital groups, taking into account redundancy, can be represented in the form shown in Fig. 6., where:
39. Формирование матрицы B и B+ для двух ОГ;39. Formation of matrix B and B + for two exhaust gas;
40. Расчет вспомогательных коэффициентов;40. Calculation of auxiliary factors;
41. Расчет коэффициентов восьмого порядка;41. The calculation of the coefficients of the eighth order;
42. Решение уравнения методом сопровождающей матрицы, отсев корней а 2 высокого порядка;42. Solution of the equation by the method of the accompanying matrix, screening of roots a 2 of high order;
43. Вычисление времени a 1, а так же Q0, Q1, Q2;43. Calculation of the time a 1 , as well as Q 0 , Q 1 , Q 2 ;
44. Вычисление координат приемника x, y, z зная a 1, а 2, Q0, Q1, Q2;44. Calculation of the coordinates of the receiver x, y, z knowing a 1 , and 2 , Q 0 , Q 1 , Q 2 ;
45. Отсев лишних групп решений {x, y, z, a 1, а 2}исходя из физического смысла;45. Elimination of unnecessary decision groups {x, y, z, a 1 , a 2 } based on physical meaning;
46. Оперативный контроль качества решения по невязкам исходной системы.46. Operational control of the quality of the decision on the residuals of the original system.
Блок вычисления координат и временных параметров, показанный на фиг.4 может иметь две различные реализации:The unit for calculating coordinates and time parameters shown in FIG. 4 may have two different implementations:
- частичная аппаратная реализация, где используется блок с оптимизированными векторными вычислениями (например, графический процессор) и стандартное арифметико-логическое устройство;- a partial hardware implementation where a block with optimized vector computing (for example, a graphics processor) and a standard arithmetic-logic device are used;
- полностью программная модель устройства.- fully software model of the device.
Для анализа качества работы предлагаемого способа, в части определения навигационных параметров, имеет смысл сравнивать его с методом Банкрофта, так как классический итерационный подход в случае одной группировки даст при хорошем начальном приближении и определенном количестве итерации аналогичный результат.To analyze the quality of work of the proposed method, in terms of determining navigation parameters, it makes sense to compare it with the Bancroft method, since the classical iterative approach in the case of one grouping will give a similar result with a good initial approximation and a certain amount of iteration.
Рассмотрим качество работы описанного выше способа и сравним с методом Банкрофта в двух случаях:Consider the quality of the method described above and compare with the Bancroft method in two cases:
1) кол-во спутников равно количеству неизвестных (пять);1) the number of satellites is equal to the number of unknowns (five);
2) избыточное созвездие.2) excessive constellation.
В качестве предварительного этапа подготовки исходных данных необходимо привести координатные сетки и временные шкалы в одно координатно-временное пространство, выбрав, к примеру, за основу шкалу времени GPS и координаты WGS-84. Рассчитать на текущий момент времени (момент измерения псевдодальностей) координаты спутников GPS и ГЛОНАСС в WGS-84. Большой проблемой в данном случае является матрица перехода из ПЗ-90 в WGS-84, так как нет единого стандарта. Но для метода решения системы нелинейных уравнений данная особенность значения не имеет. Так как с математической точки зрения система решается и решение должно обращать исходную систему в тождество при пяти спутниках и иметь минимум ошибки по МНК в случае избыточности. Далее необходимо составить матрицу В по спутникам GPS и ГЛОНАСС и отдельно по каждой группировке. Возьмем «тяжелый» случай, смешанную систему, в которой имеется всего 3 спутника GPS и 2 спутника ГЛОНАСС. Классический метод Банкрофта в этом случае не сможет дать результат отдельно по каждой из группировок, поэтому будут получены решения на созвездии из 4 спутников GPS (включающем указанные 3) и на созвездии из 4 спутников ГЛОНАСС (включающем указанные 2), далее составлено решение с осредненными координатами x, y, z по системам GPS и ГЛОНАСС, а так же добавлены временные поправки a 1 по системе GPS и a 2 по системе ГЛОНАСС. Невязки при подстановке указанного вектора-решения будут сравниваться с невязками, полученными по обобщенному методу для двух орбитальных группировок.As a preliminary stage in the preparation of the initial data, it is necessary to bring the coordinate grids and timelines into one coordinate-time space, choosing, for example, the GPS timeline and WGS-84 coordinates as the basis. Calculate at the current time (the moment of measuring pseudorange) the coordinates of the GPS and GLONASS satellites in WGS-84. The big problem in this case is the transition matrix from PZ-90 to WGS-84, since there is no single standard. But for the method of solving a system of nonlinear equations, this feature does not matter. Since, from a mathematical point of view, the system is solved and the solution should make the original system identical with five satellites and have a minimum of least squares error in case of redundancy. Next, it is necessary to compile matrix B for GPS and GLONASS satellites and separately for each grouping. Take the “hard” case, a mixed system in which there are only 3 GPS satellites and 2 GLONASS satellites. In this case, the classical Bancroft method will not be able to give a result separately for each of the groups, therefore, solutions will be obtained on a constellation of 4 GPS satellites (including the indicated 3) and on a constellation of 4 GLONASS satellites (including the indicated 2), then a solution with averaged coordinates x, y, z for GPS and GLONASS systems, and time corrections a 1 for the GPS system and a 2 for the GLONASS system are also added. The discrepancies when substituting the indicated solution vector will be compared with the discrepancies obtained by the generalized method for two orbital groups.
Исходные матрицы для решения классическим методом Банкрофта имеют следующий вид (x, y, z и скорректированная псевдодальность до спутника):The initial matrices for solving by the classical Bancroft method have the following form (x, y, z and adjusted pseudorange to the satellite):
Строки матрицы BGPS соответствуют системным номерам спутников GPS 20, 23, 30 и 31 соответственно.The rows of the GPS matrix B correspond to the system numbers of the GPS satellites 20, 23, 30, and 31, respectively.
Строки матрицы BGL0NASS соответствуют системным номерам спутников ГЛОНАСС 3, 13, 15 и 20 соответственно.The rows of matrix B GL0NASS correspond to the system numbers of
Полученные решения (см. табл.1, все единицы в метрах)The obtained solutions (see table 1, all units in meters)
Таким образом, можно взять за основу решение, полученное методом Банкрофта вида:Thus, we can take as a basis the solution obtained by the Bancroft method of the form:
Вектор решения по обобщенному методу для двух ОГ, имеющих в составе 3 GPS(23, 30, 31)+2 ГЛОНАСС (15, 20):The solution vector according to the generalized method for two exhaust gases containing 3 GPS (23, 30, 31) +2 GLONASS (15, 20):
Видно, что решения близкие, а в a 1, а 2 во втором случае вошли ошибки преобразования координат, вектора невязок и их нормы для смешанной исходной системы имеют следующие величины (см. табл.2):It can be seen that the solutions are close, and in a 1 and 2 in the second case, there were errors of coordinate transformation, residual vectors and their norms for a mixed initial system have the following values (see Table 2):
Очевидно, что в случае метода Банкрофта невязки, близкие к нулю, получаются только на первых трех уравнениях (GPS), так как координаты и время соответствуют решению только по GPS, а от решения ГЛОНАСС взята только временная поправка.Obviously, in the case of the Bancroft method, residuals close to zero are obtained only on the first three equations (GPS), since the coordinates and time correspond to the solution only by GPS, and only the time correction is taken from the GLONASS solution.
В случае с обобщенным методом получены близкие к нулю невязки, но не нулевые, так как это обусловлено точностью разрядной сетки. Норма вектора невязки для типовых случаев расположения спутников, как правило, не превышает 10-6 м, при вычислениях с плавающей запятой двойной точности. Данная точность является достаточной для высокоточных приложений. Однако, исходя из значений поправок характеризующих время в векторе решения, следует серьезно проработать значения матриц перехода в единое координатно-временное пространство, так как это будет источником ошибок, уводящим временные поправки от истинных значений.In the case of the generalized method, residuals close to zero were obtained, but not zero, since this is due to the accuracy of the discharge grid. The norm of the residual vector for typical cases of satellite arrangement, as a rule, does not exceed 10 -6 m, in double-precision floating-point calculations. This accuracy is sufficient for high precision applications. However, based on the values of the corrections characterizing the time in the solution vector, one should seriously study the values of the transition matrices in a single coordinate-time space, since this will be a source of errors that takes time corrections away from the true values.
В случае избыточности ситуация с методом Банкрофта еще сложнее:In case of redundancy, the situation with the Bancroft method is even more complicated:
Полученные решения (см. табл.3, все единицы в метрах)The obtained solutions (see table 3, all units in meters)
Таким образом, можно взять за основу решение, полученное методом Банкрофта вида:Thus, we can take as a basis the solution obtained by the Bancroft method of the form:
Вектор решения по обобщенному методу для двух ОГ, имеющих в составе избыточную группировку GPS/ГЛОНАСС:The solution vector according to the generalized method for two exhaust gases containing an excessive GPS / GLONASS grouping:
Нормы векторов невязок для смешанной исходной системы имеют следующие величины (см. табл.4):The norms of the residual vectors for the mixed initial system have the following values (see table 4):
Как видно, обобщенный метод эффективно работает и может быть рекомендован для вычисления координат точек с минимизацией вектора ошибки по МНК сразу по всей смешанной орбитальной группировке ГЛОНАСС/GPS, чего нельзя добиться используя классический метод Банкрофта.As you can see, the generalized method works efficiently and can be recommended for calculating the coordinates of points with minimizing the error vector by least squares method over the entire mixed GLONASS / GPS orbital group, which cannot be achieved using the classical Bancroft method.
Список используемой литературыBibliography
1. Krause, L.O. (1987): A Direct Solution to GPS-Type Navigation Equations. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, Vol. AES-23, No. 2, pp.225-2321. Krause, L.O. (1987): A Direct Solution to GPS-Type Navigation Equations. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, Vol. AES-23, No. 2, pp. 225-232
2. Kleusberg, A. (1994): Die direkte Lösung des räumlichen Hyperbelschnitts. Zeitschrift fur Vermessungswesen, Vol. 119, No. 4, pp.188-1922. Kleusberg, A. (1994): Die direkte Lösung des räumlichen Hyperbelschnitts. Zeitschrift fur Vermessungswesen, Vol. 119, No. 4, pp. 188-192
3. Grafarend, E.W. and Chan, J. (1996): A Closed-form Solution of the Nonlinear Pseudo-Ranging Equations (GPS), ARTIFICIAL SATELLITES Planetary Geodesy, No. 28, pp.133-1473. Grafarend, E.W. and Chan, J. (1996): A Closed-form Solution of the Nonlinear Pseudo-Ranging Equations (GPS), ARTIFICIAL SATELLITES Planetary Geodesy, No. 28, pp. 133-147
4. Bancroft, S. (1985): An Algebraic Solution of the GPS Equations. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, Vol. AES-21, No. 6, pp.56-594. Bancroft, S. (1985): An Algebraic Solution of the GPS Equations. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, Vol. AES-21, No. 6, pp. 56-59
5. Метод сопровождающей матрицы: http://en.wikipedia.org/wiki/Companion_matrix5. Maintenance matrix method: http://en.wikipedia.org/wiki/Companion_matrix
Claims (3)
принимают сигналы от первой GPS и второй ГЛОНАСС орбитальных группировок навигационных спутников;
производят первичную цифровую обработку навигационных сигналов с выделением эфемерид и псевдодальностей;
рассчитывают скорректированные псевдодальности;
прогнозируют координаты спутников по актуальным эфемеридам на моменты времени излучения навигационных сигналов;
определяют координаты x, y, z, временной параметр а1, соответствующий расхождению часов навигационного приемника от системного времени первой орбитальной группировки, и временной параметр а2, соответствующий расхождению часов навигационного приемника от системного времени второй орбитальной группировки методом наименьших квадратов, используя информацию от всех спутников с одинаковым весом первой и второй орбитальных группировок, путем аналитического решения системы нелинейных уравнений с минимизацией невязок;
проверяют выполнимость условия a1<ε, где ε - допустимая величина невязки по времени между шкалой навигационного приемника и системного времени глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС);
подводят часы навигационного приемника до системного времени ГНСС;
сглаживают результаты определения фильтром Калмана;
записывают результаты определения x, y, z, а1, а2 и выводят их для пользователя.1. The method of determining the location of the object when using global navigation satellite systems, which consists in the fact that:
receive signals from the first GPS and the second GLONASS orbital constellations of navigation satellites;
primary digital processing of navigation signals with the allocation of ephemeris and pseudorange;
corrected pseudo-ranges are calculated;
predicting the coordinates of the satellites according to the actual ephemeris at the time moments of the emission of navigation signals;
determine the coordinates x, y, z, the time parameter a 1 corresponding to the divergence of the clock of the navigation receiver from the system time of the first orbital group, and the time parameter a 2 , corresponding to the divergence of the clock of the navigation receiver from the system time of the second orbital group using the least squares method, using information from all satellites with the same weight of the first and second orbital constellations, by analytically solving a system of nonlinear equations with minimizing discrepancies;
check the validity of the condition a 1 <ε, where ε is the permissible time difference between the scale of the navigation receiver and the system time of the global navigation satellite system (GNSS);
bring the navigation receiver clock to the GNSS system time;
smooth the results of the Kalman filter determination;
record the results of determining x, y, z, and 1 , and 2 and display them for the user.
первую орбитальную группировку навигационных спутников GPS;
вторую орбитальную группировку ГЛОНАСС;
приемную антенну навигационных спутниковых сигналов от первой орбитальной группировки навигационных спутников GPS и второй орбитальной группировки ГЛОНАСС;
блок формирования измерений;
блок вычислений координат и временных параметров;
блок записи и вывода результатов вычислений на пользователя;
причем выход приемной антенны навигационных спутниковых сигналов соединен с входом блока формирования измерений, вход блока вычислений координат и временных параметров соединен с выходом блока формирования измерений, вход блока записи и вывода результатов вычислений соединен с выходом блока вычислений координат и временных параметров, выход блока записи и вывода результатов вычислений является выходом системы.2. The system for determining the location of the object when using global navigation satellite systems, including:
first orbital constellation of GPS navigation satellites;
the second GLONASS orbital group;
a receiving antenna for navigation satellite signals from the first orbital constellation of GPS navigation satellites and the second GLONASS orbital constellation;
unit for forming measurements;
block for calculating coordinates and time parameters;
a unit for recording and outputting calculation results to a user;
moreover, the output antenna of the navigation satellite signals is connected to the input of the unit for forming measurements, the input of the unit for calculating coordinates and time parameters is connected to the output of the unit for forming measurements, the input of the unit for recording and outputting calculation results is connected to the output of the unit for calculating coordinates and time parameters, the output of the unit for recording and output calculation results is the output of the system.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012107880/28A RU2492499C1 (en) | 2012-03-01 | 2012-03-01 | Method of determining location of object with use of global navigation satellite systems and system for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012107880/28A RU2492499C1 (en) | 2012-03-01 | 2012-03-01 | Method of determining location of object with use of global navigation satellite systems and system for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2492499C1 true RU2492499C1 (en) | 2013-09-10 |
Family
ID=49165000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012107880/28A RU2492499C1 (en) | 2012-03-01 | 2012-03-01 | Method of determining location of object with use of global navigation satellite systems and system for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2492499C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2564523C1 (en) * | 2014-07-17 | 2015-10-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу) | Method of angular object orientation using spacecraft radio navigation signals |
| RU2692701C1 (en) * | 2018-12-03 | 2019-06-26 | Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | Method of determining coordinates of aerial targets in a multi-position surveillance system "navigation satellites - aerial targets - receiver" |
| CN114063125A (en) * | 2021-11-15 | 2022-02-18 | 中国科学院微小卫星创新研究院 | A Precise Orbit Determination and Time Synchronization Method Based on Time-sharing Bidirectional Ranging |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7036097B1 (en) * | 2004-11-30 | 2006-04-25 | Alcan International Limited | Method for designing a cascade of digital filters for use in controling an electrolysis cell |
| RU2277696C2 (en) * | 2004-04-21 | 2006-06-10 | Закрытое акционерное общество "Лазекс" | Integrated satellite inertial-navigational system |
| RU2375680C1 (en) * | 2008-07-03 | 2009-12-10 | Открытое акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Integrated inertial-satellite orientation and navigation system for objects moving on ballistic trajectory with rotation around longitudinal axis |
| RU2474845C1 (en) * | 2011-12-07 | 2013-02-10 | Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") | Formation method of navigation radio signals of navigation space vehicles (nsv) at geostationary orbit (gso), and/or navigation space vehicles (nsv) at geosynchronous inclined orbit (gsio) using ground stations, and system for its implementation |
-
2012
- 2012-03-01 RU RU2012107880/28A patent/RU2492499C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2277696C2 (en) * | 2004-04-21 | 2006-06-10 | Закрытое акционерное общество "Лазекс" | Integrated satellite inertial-navigational system |
| US7036097B1 (en) * | 2004-11-30 | 2006-04-25 | Alcan International Limited | Method for designing a cascade of digital filters for use in controling an electrolysis cell |
| RU2375680C1 (en) * | 2008-07-03 | 2009-12-10 | Открытое акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Integrated inertial-satellite orientation and navigation system for objects moving on ballistic trajectory with rotation around longitudinal axis |
| RU2474845C1 (en) * | 2011-12-07 | 2013-02-10 | Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") | Formation method of navigation radio signals of navigation space vehicles (nsv) at geostationary orbit (gso), and/or navigation space vehicles (nsv) at geosynchronous inclined orbit (gsio) using ground stations, and system for its implementation |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| АФЕНКО К.А. и др. Применение двухступенчатого субоптимального фильтра при решении задачи позиционирования / В кн.: Навигация и управление летательными аппаратами / Труды МИЭА, под. ред. А.Г. КУЗНЕЦОВА, вып. №2, 2010, с.52-59, рис.7. СТЕПАНОВ О.А., КОШАЕВ Д.А. Исследование методов решения задачи ориентации с использованием спутниковых систем // Гироскопия и навигация, 1999, №2(25), с.30-55. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2564523C1 (en) * | 2014-07-17 | 2015-10-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу) | Method of angular object orientation using spacecraft radio navigation signals |
| RU2692701C1 (en) * | 2018-12-03 | 2019-06-26 | Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | Method of determining coordinates of aerial targets in a multi-position surveillance system "navigation satellites - aerial targets - receiver" |
| CN114063125A (en) * | 2021-11-15 | 2022-02-18 | 中国科学院微小卫星创新研究院 | A Precise Orbit Determination and Time Synchronization Method Based on Time-sharing Bidirectional Ranging |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101258418B (en) | Ionosphere modeling apparatus and method | |
| US6934632B2 (en) | Method for using three GPS frequencies to resolve carrier-phase integer ambiguities | |
| US10816670B2 (en) | Navigation satellite system positioning with enhanced satellite-specific correction information | |
| Zuo et al. | A square root information filter for multi-GNSS real-time precise clock estimation | |
| CN104865587B (en) | Quick locating method based on GEO constellation coarse location for Beidou receiver | |
| Zhao et al. | A variant of raw observation approach for BDS/GNSS precise point positioning with fast integer ambiguity resolution | |
| Odijk et al. | Predicting the success rate of long-baseline GPS+ Galileo (partial) ambiguity resolution | |
| CN115982564B (en) | Regional ionosphere electron density calculation method and device and computer equipment | |
| EP2067053A1 (en) | Method for using three gps frequencies to resolve whole-cycle carrier-phase ambiguities | |
| US6407700B1 (en) | Method and apparatus for autonomously measuring ionospheric delay and single-frequency, GPS time receiver incorporating same | |
| CN108196284B (en) | GNSS network data processing method for fixing single-difference ambiguity between satellites | |
| JP7568249B1 (en) | Method for generating correction information in satellite navigation system, information processing device for generating correction information, and program | |
| CN107966722B (en) | GNSS clock error resolving method | |
| RU2492499C1 (en) | Method of determining location of object with use of global navigation satellite systems and system for its implementation | |
| Rovira-Garcia et al. | Ionospheric corrections tailored to the Galileo High Accuracy Service: A. Rovira-Garcia et al. | |
| CN114545461A (en) | The Beidou three-frequency fine calculation method based on coordinate prior fusion with GPS | |
| RU2624268C1 (en) | Method of determining mutual position of objects by signals of global navigation satellite systems | |
| Olivares-Pulido et al. | Ionospheric tomographic common clock model of undifferenced uncombined GNSS measurements: G. Olivares-Pulido et al. | |
| RU2592077C1 (en) | Method of measuring relative position of objects from global navigation satellite system signals | |
| CN112782741A (en) | Ambiguity fixing method based on RTK positioning and positioning terminal | |
| CN112444828A (en) | Method for determining GNSS satellite orbit only based on pseudo-range observation value | |
| CN112098963B (en) | Method for determining influence of system error on SAR imaging | |
| CN119355771B (en) | Preprocessing method, device, equipment and medium for GNSS observation data of geosynchronous satellite | |
| Fischer | Calculation of GNSS Differential Code Biases via Ionospheric Delay Interpolation | |
| CN120009926B (en) | A satellite navigation double-difference positioning method taking pseudorange bias into account |





































