Сравнительный анализ моделей учета задержек сигналов ГНСС в ионосфере

Е. А. Рощина, А. В. Сальцберг

Труды ИПА РАН, вып. 75, 12–20 (2025)

DOI: 10.32876/ApplAstron.75.12-20

Ключевые слова: ГНСС, ГЛОНАСС, ионосферная задержка сигнала, вертикальное электронное содержание, псевдодальность

Аннотация

В работе выполнены сравнение двух подходов к учету ионосферных задержек, применяемых в системах ГЛОНАСС / GPS, и оценка их влияния на погрешность определения псевдодальности. Использование моделей позволяет уменьшить влияние ионосферы на трассу распространения сигнала, но в условиях экстремальной солнечной активности (а также в специфических регионах) ионосфера по-прежнему остается одним из основных источников погрешности определения псевдодальности. В ГЛОНАСС используется модель с гармонической аппроксимацией, учитывающей суточные и полусуточные вариации электронной концентрации. Модель Клобучара, используемая в GPS, основана на упрощенной эмпирической модели с суточными вариациями, описываемой косинусоидальной функцией. Модели BeiDou и Galileo не рассматривались, поскольку в BeiDou используется модифицированная версия модели Клобучара, что делает ее методологически близкой к модели GPS, а модель NeQuick, применяемая в Galileo, по ее параметризации и подходу к описанию глобальных вариаций вертикального электронного содержания структурно схожа с моделью ГЛОНАСС с акцентом на региональные особенности и гармонические компоненты. Это позволяет рассматривать модели, используемые в Galileo и ГЛОНАСС, в рамках одного класса. По данным из навигационных сообщений определены модельные значения вертикального электронного содержания для восьми наземных станций измерения, а также значения по данным ионосферных карт Информационно-аналитического центра координатно-временного и навигационного обеспечения АО «ЦНИИмаш». Проведено сравнение полученных значений вертикального электронного содержания со значениями, вычисленными по двухчастотным наблюдениям ГЛОНАСС. Сравнение показало наличие существенных расхождений между модельными значениями полного электронного содержания (ГЛОНАСС/GPS), фактическими данными (двухчастотные измерения) и картами вертикального электронного содержания в периоды суточных максимумов электронного содержания, коррелирующих для ГЛОНАСС с индексом солнечной активности и широтой места. Проанализирован алгоритм расчета поправки к определению псевдодальности по модели ГЛОНАСС и выявлены неточности, которые могут быть устранены заменой отдельных формул. Проведенное исследование подчеркивает необходимость совершенствования ионосферных моделей для повышения точности навигации, особенно в контексте развития технологий автономного транспорта и высокоточного позиционирования.

Цитирование