Предлагаемое изобретение относится к области спутниковой навигации и спутникового позиционирования, а именно к системам, обеспечивающим доступ пользователей к информационным ресурсам, которые могут быть получены от спутниковых навигационных систем.The present invention relates to the field of satellite navigation and satellite positioning, and in particular to systems that provide users with access to information resources that can be obtained from satellite navigation systems.
Известен аппаратно-программный комплекс – центр компетенций, обеспечивающий интеграцию различной необходимой потребителям мониторинговой и навигационной информации в облачной среде вычислений, патент на изобретение RU2654237, опубликованный в 2018 г., АО «Российские космические системы». В RU2654237 не конкретизированы средства обеспечения пользователей запрашиваемой информацией. В качестве ближайшего аналога предлагаемого изобретения выбрана сеть высокоточного спутникового позиционирования, предложенная в патенте на изобретение RU2667599, опубликованном в 2018 г., АО «Российские космические системы». В RU2667599 предложен комплекс средств доступа пользователей к навигационным данным, а именно сеть референцных станций глобальной навигационной спутниковой системы, связанная посредством сети Интернет с сетью пользовательских компьютеров, и центром обработки данных, обеспечивающим функционирование интернет интерфейса (интернет портала), доступного с пользовательских компьютеров, включающего картографический интерфейс, связанный с оборудованием платёжных систем, и обеспечивающий управление применением данных станций. Средства центра обработки данных и системы в целом, обеспечивают управление работой пользователей с данными в заданном формате и передачу пользователям файлов, в том числе, формата RINEX, причём передача данных пользователям осуществляется по протоколу NTRIP, а также управление работой сервис-провайдеров по формированию каталога данных для конкретных станций, управлению тарифами для пользователей, подготовке отчётных данных.A well-known hardware and software complex is a competence center that provides integration of various monitoring and navigation information necessary for consumers in a cloud computing environment, patent for invention RU2654237, published in 2018, JSC Russian Space Systems. RU2654237 does not specify the means of providing users with requested information. As the closest analogue of the invention, a high-precision satellite positioning network was chosen, proposed in the patent for invention RU2667599, published in 2018, JSC Russian Space Systems. RU2667599 proposes a set of means for users to access navigation data, namely, a network of reference stations of the global navigation satellite system, connected via the Internet to a network of user computers, and a data center that provides an Internet interface (Internet portal) accessible from user computers, including cartographic interface associated with the equipment of payment systems, and providing control over the use of these stations. Means of the data center and the system as a whole, provide control over the work of users with data in a given format and transfer to users files, including the RINEX format, and data transfer to users is carried out via the NTRIP protocol, as well as control over the work of service providers to create a data catalog for specific stations, tariff management for users, preparation of reporting data.
Существующие в настоящее время спутниковые радионавигационные системы ГЛОНАСС и GPS имеют высокие базовые эксплуатационные характеристики, обеспечивающие в условиях нормального функционирования точность местоопределения пользователя в пределах 15 метров. Такие характеристики удовлетворяют навигационным требованиям широкого круга пользователей. Однако задачи обеспечения безопасности, экономичности, а также специальные задачи (аэрофотосъемка, землеустроительные, геодезические работы и т.д.) требуют дальнейшего повышения точности существующих спутниковых радионавигационных систем. Одним из наиболее эффективных путей повышения точности спутниковых радионавигационных систем является применение дифференциального режима. Широко распространенные в настоящее время системы локальной и региональной дифференциальной навигации, изложенные в указанных патентах, обладают общим недостатком: высокой стоимостью плотной сети наземных станций, необходимых для обеспечения охвата всей территории России и прилегающего воздушного пространства дифференциальными поправками. Несмотря на большое число работ, посвященных аспектам построения дифференциальных систем, в них отсутствует детальная проработка методов обработки беззапросных измерений и алгоритмов формирования дифференциальных поправок. В связи с чем является актуальной задача разработки алгоритмов формирования дифференциальных поправок в спутниковых системах глобальной дифференциальной навигации.The existing GLONASS and GPS satellite navigation systems have high basic operational characteristics, which ensure the accuracy of user location within 15 meters under normal conditions of operation. Such characteristics satisfy the navigation requirements of a wide range of users. However, the tasks of ensuring safety, economy, and also special tasks (aerial photography, land surveying, geodetic works, etc.) require a further increase in the accuracy of existing satellite radio navigation systems. One of the most effective ways to improve the accuracy of satellite radio navigation systems is to use differential mode. The currently widespread local and regional differential navigation systems described in these patents have a common drawback: the high cost of a dense network of ground stations necessary to ensure coverage of the entire territory of Russia and the adjacent airspace by differential corrections. Despite the large number of works devoted to aspects of the construction of differential systems, they do not have a detailed study of the methods for processing non-query measurements and the algorithms for generating differential corrections. In this connection, the urgent task of developing algorithms for the formation of differential corrections in satellite systems of global differential navigation.
В свою очередь, предлагаемое изобретение направлено на совершенствование систем обеспечения пользователей информационными ресурсами, которые могут быть получены от спутниковых навигационных систем, в том числе мониторинговой и навигационной информацией (данными), и позволит расширить арсенал технических средств, используемых для данных целей.In turn, the present invention is aimed at improving systems for providing users with information resources that can be obtained from satellite navigation systems, including monitoring and navigation information (data), and will expand the arsenal of technical means used for these purposes.
Предложена система обеспечения навигационными данными (см. рисунок), содержащая сеть наземных станций глобальной навигационной спутниковой системы, связанную посредством сети Интернет с сетью пользовательских компьютеров и центром обработки данных, обеспечивающим функционирование интернет интерфейса (интернет портала), доступного с пользовательских компьютеров, включающего картографический интерфейс, связанный с оборудованием платёжных систем, и обеспечивающий управление применением данных станций. Средства центра обработки данных и системы в целом, обеспечивают управление работой пользователей с данными в заданном формате и передачу пользователям файлов, в том числе, формата RINEX, причём передача данных пользователям осуществляется по протоколу NTRIP, а также управление работой сервис-провайдеров по формированию каталога данных для конкретных станций, управлению тарифами для пользователей, подготовке отчётных данных. В отличии от ближайшего аналога наземные станции глобальной навигационной спутниковой системы представляют собой станции комплекса широкозонного функционального дополнения глобальных навигационных спутниковых систем – СДКМ-КФД, на базе системы дифференциальной коррекции и мониторинга - СДКМ. Пользователям передаются данные, включающие местоположение потребителя – файл формата RINEX, корректирующую информацию в формате SISNET, информацию о целостности в формате SISNET, данные ионосферных задержек в формате SISNET, метеоданные в формате RINEX.A navigation data support system is proposed (see the figure), containing a network of ground stations of the global navigation satellite system, connected via the Internet to a network of user computers and a data center that provides the operation of an Internet interface (Internet portal) accessible from user computers, including a map interface associated with the equipment of payment systems, and providing management of the use of these stations. Means of the data center and the system as a whole, provide control over the work of users with data in a given format and transfer to users files, including the RINEX format, and data transfer to users is carried out via the NTRIP protocol, as well as control over the work of service providers to create a data catalog for specific stations, tariff management for users, preparation of reporting data. In contrast to the closest analogue, the ground stations of the global navigation satellite system are the stations of the wide-area functional complement of the global navigation satellite systems - SDKM-KFD, based on the differential correction and monitoring system - SDKM. Data is transmitted to users, including the location of the consumer - a RINEX format file, corrective information in the SISNET format, integrity information in the SISNET format, ionospheric delays in the SISNET format, weather data in the RINEX format.
Доступ пользователей к интересующим их данным обеспечивается через сеть пользовательских компьютеров посредством сети Интернет, пользователь непосредственно взаимодействует с интернет-интерфейсом (интернет-порталом), находящимся под управлением центра обработки данных, обеспечивающим функционирование пользовательского картографического интерфейса, взаимодействие с платёжными системами, подготовку отчётных данных для пользователей и т.п. Аппаратно-программные средства центра обработки данных обеспечивают пользователя данными в указанных выше форматах: местоположение потребителя в системе отсчёта ITRF и других геоцентрических системах координат и их системах отсчёта с отображением на географической карте – файл формата RINEX; корректирующую информацию в формате SISNET; информацию о целостности в формате SISNET для системы ГЛОНАСС и других навигационных систем, находящихся в зоне обслуживание СДКМ-КФД; данные (карта сетки) ионосферных задержек в формате SISNET, метеоданные в формате RINEX. Также, для пользователя отображается географическая карта со станциями сбора данных системы СДКМ-КФД и характеристикой качества их работы: координаты станций в системе ITRF и других геоцентрических системах координат, и их системах отсчёта, состояние навигационного поля, архив измерительных данных и т.п.Access of users to the data they are interested in is provided through a network of user computers via the Internet, the user interacts directly with the Internet interface (Internet portal) under the control of the data center, which ensures the functioning of the user cartographic interface, interaction with payment systems, and preparation of reporting data for users, etc. The hardware and software of the data center provide the user with data in the above formats: the location of the consumer in the ITRF reference system and other geocentric coordinate systems and their reference systems with a map display — a RINEX file; corrective information in SISNET format; integrity information in SISNET format for the GLONASS system and other navigation systems located in the SDKM-KFD service area; data (grid map) of ionospheric delays in SISNET format, meteorological data in RINEX format. Also, a geographic map is displayed for the user with data collection stations of the SDKM-KFD system and characteristics of the quality of their work: coordinates of stations in the ITRF system and other geocentric coordinate systems, and their reference systems, state of the navigation field, archive of measurement data, etc.
Таким образом, предложена система обеспечения пользователей навигационными данными, формируемыми аппаратно-программными средствами системы СДКМ-КФД, представляющей собой комплекс аппаратно-программных средств, работающих в автоматическом режиме, и предназначенный для обеспечения в непрерывном режиме всех пользователей, находящихся на территории обслуживания системы СДКМ-КФД, корректирующей информацией в формате SBAS (широкозонными дифференциальными поправками) и информацией о целостности. Информация о целостности определяется корректностью радиосигнала по всему тракту формирования на космических аппаратах, включая как отказы оборудования, так и плавающие изменения параметров, влияющие на радионавигационные параметры излучаемого сигнала космических аппаратов. Целостность навигационного обеспечения характеризуется временем доведения до потребителя информации о нарушениях в работе одного или нескольких космических аппаратов спутниковой радионавигационной системы, для исключения их из решения в процессе выполнения ответственных маневров и вероятностью успешного выполнения ответственного маневра в случае использования информации целостности.Thus, a system for providing users with navigation data generated by the hardware-software means of the SDKM-KFD system, which is a complex of hardware-software tools operating in automatic mode and designed to provide continuous operation to all users located in the service area of the SDKM- system, is proposed CFD, corrective information in SBAS format (wide-area differential corrections) and integrity information. Integrity information is determined by the correctness of the radio signal along the entire path of formation on spacecraft, including both equipment failures and floating parameter changes that affect the radio navigation parameters of the emitted signal from the spacecraft. The integrity of the navigation support is characterized by the time to bring to the consumer information about violations in the operation of one or more spacecraft of the satellite radio navigation system, to exclude them from the decision in the process of performing critical maneuvers and the likelihood of successfully performing a responsible maneuver in case of using integrity information.
Использование принципов функционирования систем широкозонной и глобальной дифференциальной навигации позволяют сократить число станций наземной сети для обеспечения глобального охвата. Поэтому использование глобальной дифференциальной навигации в качестве основы для построения общегосударственной системы дифференциальной навигации России наилучшим образом соответствуют условиям Российской Федерации с её большой и неравномерно населенной территорией.Using the principles of operation of wide-area and global differential navigation systems can reduce the number of terrestrial network stations to ensure global coverage. Therefore, the use of global differential navigation as the basis for building a nationwide differential navigation system in Russia best fits the conditions of the Russian Federation with its large and unevenly populated territory.
