RU2760829C1 - Space geodesy colocation station - Google Patents
Space geodesy colocation station Download PDFInfo
- Publication number
- RU2760829C1 RU2760829C1 RU2020131958A RU2020131958A RU2760829C1 RU 2760829 C1 RU2760829 C1 RU 2760829C1 RU 2020131958 A RU2020131958 A RU 2020131958A RU 2020131958 A RU2020131958 A RU 2020131958A RU 2760829 C1 RU2760829 C1 RU 2760829C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radio
- gnss
- laser ranging
- spacecraft
- receiver
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S1/00—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к средствам измерений методами космической геодезии, которые объединяются в единую станцию колокации, а станции, в свою очередь, в сеть станций для повышения точности и устойчивости решений, полученных в результате обработки их измерений методами космической геодезии для задач фундаментального и прикладного координатно-временного обеспечения; средства измерений являются колоцированными на пространственном уровне при помощи привязки внутри локальной геодезической сети (ЛГС) и на временном за счет привязки к единой системе частотно-временной синхронизации (СЧВС) станции колокации. Через локальные связи и наблюдение космических объектов осуществляется привязка к глобальным шкалам времени и системам координат.The invention relates to measuring instruments using space geodesy methods, which are combined into a single colocation station, and the stations, in turn, into a network of stations to improve the accuracy and stability of solutions obtained as a result of processing their measurements using space geodesy methods for fundamental and applied coordinate-time provision; measuring instruments are collocated at the spatial level with the help of linkage within the local geodetic network (LGS) and at the time level due to the linkage to the unified time-frequency synchronization system (SFCS) of the colocation station. Through local communications and observation of space objects, binding to global time scales and coordinate systems is carried out.
К рассматриваемым средствам измерений относятся:The considered measuring instruments include:
1. Радиотелескоп (РТ), предназначенный регистрации излучения внегалактических источников в режиме радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами (РСДБ);1. Radio telescope (RT), designed to register the radiation of extragalactic sources in the mode of radio interferometry with very long baselines (VLBI);
2. Приёмник сигналов космических аппаратов (КА) глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС);2. Receiver of signals from spacecraft (SC) of global navigation satellite systems (GNSS);
3. Система лазерной дальнометрии (ЛД), предназначенная для регистрации собственного сигнала, отраженного от уголковых отражателей установленных на КА или Луне.3. A laser ranging system (LD), designed to register its own signal reflected from corner reflectors installed on the spacecraft or the Moon.
На фиг. 1 приведена структурная схема станции колокации средств космической геодезии, где цифрами обозначено: 1 - ГНСС-приемник; 2 - РТ; 3 - ЛД; 4 - СЧВС; 5 - ЛГС; 6 - ГНСС; 7 - внегалактические радиоисточники; 8 - КА, оснащенные уголковыми отражателями; 9 - Уголковые отражатели, установленные на Луне.FIG. 1 shows a block diagram of a colocation station for space geodesy, where numbers indicate: 1 - GNSS receiver; 2 - RT; 3 - LD; 4 - SCHVS; 5 - LGS; 6 - GNSS; 7 - extragalactic radio sources; 8 - spacecraft equipped with corner reflectors; 9 - Corner reflectors mounted on the Moon.
Наблюдаемыми величинами всех средств измерений являются задержки сигналов. Для радиотелескопа, работающего в режиме РСДБ, измеряется задержка регистрации плоской волны между станциями сети, для ГНСС-приемника и для ЛД измеряется задержка между временем излучения сигнала и моментом его регистрации. The observed values of all measuring instruments are signal delays. For a radio telescope operating in the VLBI mode, the plane wave registration delay between the network stations is measured, for the GNSS receiver and for the LD, the delay between the signal emission time and the moment of its registration is measured.
В результате обработки наблюдений, проводимых средствами космической геодезии, определяются следующие основные параметры:As a result of processing observations carried out by means of space geodesy, the following main parameters are determined:
1. Координаты небесного полюса и Всемирное время (РСДБ);1. Coordinates of the celestial pole and Universal Time (VLBI);
2. Координаты земного полюса и длительность суток (РСДБ, ГНСС, ЛД);2. Coordinates of the earth's pole and the duration of the day (VLBI, GNSS, LD);
3. Координаты станции (РСДБ, ГНСС, ЛД);3. Coordinates of the station (RSDB, GNSS, LD);
4. Ошибки СЧВС (РСДБ, ГНСС, ЛД);4. Errors SCHVS (RSDB, GNSS, LD);
5. Орбиты наблюдаемых КА (ГНСС, ЛД);5. Orbits of the observed spacecraft (GNSS, LD);
6. Поправки часов наблюдаемых КА (ГНСС);6. Clock corrections of the observed spacecraft (GNSS);
7. Тропосферная задержка регистрируемого сигнала (РСДБ, ГНСС);7. Tropospheric delay of the recorded signal (VLBI, GNSS);
8. Электронное содержание локальной ионосферы (ГНСС, РСДБ).8. Electronic content of the local ionosphere (GNSS, VLBI).
Частные производные измеряемых задержек сигналов по параметрам моделей редукций позволяют проводить оценивание этих параметров при помощи метода наименьших квадратов. Общие параметры позволяют провести комбинирование на уровне условных или нормальных уравнений, за счёт чего улучшается устойчивость решений и точность определяемых параметров. The partial derivatives of the measured signal delays with respect to the parameters of the reduction models allow one to estimate these parameters using the least squares method. Common parameters allow combining at the level of conditional or normal equations, thereby improving the stability of solutions and the accuracy of the parameters being determined.
Обеспечение высоких точностей определения основных параметров осуществляется за счет выполнения следующих требований к средствам станции колокации:The provision of high accuracy in determining the main parameters is carried out by fulfilling the following requirements for the colocation station facilities:
1. Требования к РТ:1. Requirements for RT:
- Чувствительности приемной системы должно быть достаточно для регистрации сигнала от внегалактических радиоисточников в пределах времени когерентности СЧВС;- The sensitivity of the receiving system should be sufficient to register a signal from extragalactic radio sources within the coherence time of the SFS;
- Одновременная регистрация нескольких диапазонов частот;- Simultaneous registration of several frequency ranges;
- Возможность непрерывной работы.- Possibility of continuous work.
2. Требования к ГНСС-приемнику:2. Requirements for the GNSS receiver:
- ГНСС-приемник должен быть геодезического класса двухчастотным и многосистемным;- The GNSS receiver must be of a geodetic class, dual-frequency and multi-system;
- Антенна ГНСС-приемника должна быть откалибрована и установлена на специально подготовленных стабильных основаниях;- The antenna of the GNSS receiver must be calibrated and installed on specially prepared stable bases;
- ГНСС-приемник должен иметь возможность подключения к внешнему СЧВС.- The GNSS receiver must be able to connect to an external SCHVS.
3. Требования к ЛД:3. Requirements for LD:
- Возможность проведения наблюдений КА различных орбитальных группировок или Луны;- Possibility of observing spacecraft of various orbital constellations or the Moon;
- Проведение наблюдений в ночное и дневное время суток;- Carrying out observations at night and daytime;
- Наличие технических средств определения калибровочной поправки.- Availability of technical means for determining the calibration correction.
При выборе СЧВС предпочтительнее использование цезиевого стандарта частоты или водородного мазера. Стабильность локальной шкалы времени должна быть не хуже 1 нс/сут. Геодезические инструменты для построения ЛГС должны обеспечивать взаимную привязку основных инструментов с погрешностью не более 1 мм. В составе ЛГС должно быть не менее трех взаимно видимых опорных геодезических маркеров для каждого инструмента.When choosing a SCWS, it is preferable to use a cesium frequency standard or a hydrogen maser. The stability of the local time scale should be no worse than 1 ns / day. Geodetic tools for constructing the LGS must ensure the mutual referencing of the main tools with an error of no more than 1 mm. The LGS should include at least three mutually visible reference geodetic markers for each instrument.
Применение изобретения приводит к улучшению точности и устойчивости результатов комбинированной обработки измерений средств космической геодезии, что подтверждается работами по анализу схожих измерений [1] и математическим моделированием [2]. Изобретение было создано с использованием научного оборудования УНУ «Радиоинтерферометрический комплекс «КВАЗАР» Федерального государственного бюджетного учреждения науки Институт прикладной астрономии Российской академии наук.The application of the invention leads to an improvement in the accuracy and stability of the results of combined processing of measurements of space geodesy means, which is confirmed by works on the analysis of similar measurements [1] and mathematical modeling [2]. The invention was created using the scientific equipment of the UNU "Radio interferometric complex" KVAZAR "of the Federal State Budgetary Institution of Science Institute of Applied Astronomy of the Russian Academy of Sciences.
ЛитератураLiterature
1. Shuygina, N.; Ivanov, D.; Ipatov, A.; Gayazov, I.; Marshalov, D.; Melnikov, A.; Kurdubov, S.; Vasilyev, M.; Ilin, G.; Skurikhina, E.; Surkis, I.; Mardyshkin, V.; Mikhailov, A.; Salnikov, A.; Vytnov, A.; Rakhimov, I.; Dyakov, A. & Olifirov, - V. Russian VLBI network “Quasar”: Current status and outlook, - Geodesy and Geodynamics, Elsevier BV, 2019, 10, 150-1561. Shuygina, N .; Ivanov, D .; Ipatov, A .; Gayazov, I .; Marshalov, D .; Melnikov, A .; Kurdubov, S .; Vasilyev, M .; Ilin, G .; Skurikhina, E .; Surkis, I .; Mardyshkin, V .; Mikhailov, A .; Salnikov, A .; Vytnov, A .; Rakhimov, I .; Dyakov, A. & Olifirov, - V. Russian VLBI network “Quasar”: Current status and outlook, - Geodesy and Geodynamics, Elsevier BV, 2019, 10, 150-156
2. Иванов Д.В., Урацука М.-Р., Ипатов А.В., Маршалов Д.А., Шуйгина Н.В., Васильев М.В., Гаязов И.С., Ильин Г.Н., Бондаренко Ю.С., Мельников А.Е., Суворкин В.В. Российско-кубинская станция колокации для проведения радиоастрономических наблюдений и мониторинга околоземного пространства // Астрофизический бюллетень. 2018. №2.2. Ivanov D.V., Uratsuka M.-R., Ipatov A.V., Marshalov D.A., Shuigina N.V., Vasiliev M.V., Gayazov I.S., Ilyin G.N. , Bondarenko Yu.S., Melnikov A.E., Suvorkin V.V. Russian-Cuban colocation station for radio astronomical observations and monitoring of near-Earth space // Astrophysical Bulletin. 2018. No. 2.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020131958A RU2760829C1 (en) | 2020-09-28 | 2020-09-28 | Space geodesy colocation station |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020131958A RU2760829C1 (en) | 2020-09-28 | 2020-09-28 | Space geodesy colocation station |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2760829C1 true RU2760829C1 (en) | 2021-11-30 |
Family
ID=79174094
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020131958A RU2760829C1 (en) | 2020-09-28 | 2020-09-28 | Space geodesy colocation station |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2760829C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7917346B2 (en) * | 2008-02-19 | 2011-03-29 | Harris Corporation | Geospatial modeling system providing simulated tree trunks and branches for groups of tree crown vegetation points and related methods |
WO2012071435A1 (en) * | 2010-11-24 | 2012-05-31 | Google Inc. | Rendering and navigating photographic panoramas with depth information in a geographic information system |
RU2704473C1 (en) * | 2018-05-03 | 2019-10-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Лечебно-диагностический центр "Сокол" | Non-penetrating type antiglaucoma operation method implementation |
RU2707415C2 (en) * | 2018-04-28 | 2019-11-26 | Александр Игоревич Галькевич | Method of creating global information environment in near-earth space and paradigma, multifunctional space information system based on network of low-orbit spacecraft for implementation thereof |
-
2020
- 2020-09-28 RU RU2020131958A patent/RU2760829C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7917346B2 (en) * | 2008-02-19 | 2011-03-29 | Harris Corporation | Geospatial modeling system providing simulated tree trunks and branches for groups of tree crown vegetation points and related methods |
WO2012071435A1 (en) * | 2010-11-24 | 2012-05-31 | Google Inc. | Rendering and navigating photographic panoramas with depth information in a geographic information system |
RU2707415C2 (en) * | 2018-04-28 | 2019-11-26 | Александр Игоревич Галькевич | Method of creating global information environment in near-earth space and paradigma, multifunctional space information system based on network of low-orbit spacecraft for implementation thereof |
RU2704473C1 (en) * | 2018-05-03 | 2019-10-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Лечебно-диагностический центр "Сокол" | Non-penetrating type antiglaucoma operation method implementation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107153209B (en) | A kind of low rail navigation satellite real-time accurate orbit determination method of short arc segments | |
Langley et al. | Introduction to GNSS | |
US7570204B1 (en) | Generalized divergence-free carrier smoothing and dual frequency differential GPS architecture implementing the same | |
Bossler et al. | Using the Global Positioning System (GPS) for geodetic positioning | |
CN105044741B (en) | A kind of method for solving of the comprehensive GPS wide area differential GPS corrected value of pseudorange phase | |
Thaller | Inter-technique combination based on homogeneous normal equation systems including station coordinates, Earth orientation and troposphere parameters | |
US20180267171A1 (en) | Navigation satellite system positioning with enhanced satellite-specific correction information | |
Ashour et al. | Performance of global navigation satellite systems (GNSS) in absence of GPS observations | |
JP7496587B1 (en) | Method for generating correction information in satellite navigation system, information processing device for generating correction information, and program | |
Bolbol et al. | Performance evaluation of precise point positioning (PPP) using CSRS-PPP online service | |
RU2760829C1 (en) | Space geodesy colocation station | |
CN105158781A (en) | Method for realizing outer space use positioning by earth GNSS satellites | |
Teke et al. | Modelling very long baseline interferometry (VLBI) observations | |
Bae | Near real-time precise orbit determination of low earth orbit satellites using an optimal GPS triple-differencing technique | |
Sulaiman et al. | Global Positioning System Performance Assessment with Precise Point Positioning and Relative Positioning | |
Bartel | Determinations of distances to radio sources with VLBI | |
Bykhanov | Timing and Positioning with GLONASS and GPS | |
RU2537090C1 (en) | Method of synchronising time scales of two or more spaced-apart ground-based time keepers and system therefor | |
Bona | Accuracy of GPS phase and code observations in practice | |
Júnior et al. | Multi-GNSS positioning | |
Herrera Pinzón | Methods for an Enhanced Co-Location of Space Geodetic Techniques | |
Munghemezulu et al. | Comparison of site velocities derived from collocated GPS, VLBI and SLR techniques at the Hartebeesthoek Radio Astronomy Observatory (comparison of site velocities) | |
Omali et al. | Global Positioning System Technology: Theory and the Methods of its Application | |
Somerville et al. | Self-Differential GPS-What Are the Limits? | |
Zhou | Enhancing Precise Point Positioning with global and regional ionospheric models |