Направления совершенствования услуги высокой точности системы ГЛОНАСС на базе развития системы высокоточного определения эфемеридно-временной информации в реальном времени для гражданских потребителей

В. Ф. Брагинец, И. А. Бурдин, В. М. Мещеряков, М. Г. Миронченко

Филиал «ПНБО» АО «НПК «СПП», г. Королёв, Моск. обл., Россия

В настоящее время поставщиками услуг высокой точности являются Япония (QZSS), Китай (BDS), ЕС (Galileo), Австралия/Новая Зеландия (SouthPAN), Корея (KPS) и Российская Федерация (ГЛОНАСС). На текущий момент только Япония, Китай и ЕС предоставляют услугу в режиме эксплуатации с использованием космического канала доставки информации: QZSS CLAS [1], BDS PPP [2] и GALILEO HAS [3]. На текущий момент глобальная система высокоточного определения навигационной и эфемеридно-временной информации (СВО ЭВИ) в реальном времени для гражданских потребителей предоставляет /реализует услугу высокой точности системы ГЛОНАСС по наземным каналам связи с погрешностями (СКП) определения местоположения потребителей 0.09 м по данным реального времени и 0.05 м по апостериорным данным [4]. При этом время сходимости к точному решению составляет 30–40 мин при использовании сигналов двух ГНСС. Для более широкого внедрения услуги высокой точности системы ГЛОНАСС требуется повышение точности определения местоположения до 0.05 м в реальном времени и уменьшение времени сходимости до единиц минут.

В качестве направления повышения технических характеристик СВО ЭВИ рассматривается расширение состава ассистирующей информации, предоставляемой потребителям для реализации различных технологий абсолютного высокоточного позиционирования. Так предоставление информации о смещениях фазы несущей частоты сигналов ГНСС должно обеспечить реализацию целочисленного разрешения неоднозначности измерений по технологии PPP-AR (Precise Point Positioning with Ambiguity Resolution), а предоставление ионосферных и тропосферных коррекций - реализацию технологии PPP-RTK (Precise Point Positioning with Real Time Kinematic).

На первом этапе реализации стратегии повышения эксплуатационных характеристик услуги высокой точности системы ГЛОНАСС по технологии PPP-AR проведены эксперименты по расчету исходных данных и определению координат стационарных измерительных пунктов с целочисленным разрешением неоднозначности фазовых измерений при использовании смещений фазы несущей частоты сигналов ГНСС ГЛОНАСС, GPS, BeiDou. В докладе рассмотрен подход к решению потребительской навигационной задачи, заключающийся в модификации фильтра Калмана в части учета в составе уточняемых параметров вещественных согласующих коэффициентов линейной модели, описывающих зависимость фазовых смещений приёмника НАП от номера литера частоты [5], что позволяет в процессе решения навигационной задачи отделить смещения от параметров неоднозначности и способствовать успешному их целочисленному разрешению, а так же подход к решению сетевой задачи, позволяющей оценивать дробно-цикловые (фазовые) смещения ГЛОНАСС для передачи их потребителю.

Представленные результаты демонстрируют достижимость погрешности определения местоположения потребителей при реализации целочисленного разрешения неоднозначности измерений на фазе несущей частоты на уровне 0.03 м. Из сравнения результатов определения с целочисленным разрешением неоднозначности фазовых измерений с результатами определения без него следует, что интервал сходимости навигационной задачи при использовании целочисленного разрешения неоднозначности сокращается на 30–40 %.

Литература

1) Quasi-Zenith Satellite System Interface Specification Centimeter Level Augmentation Service (IS-QZSS-L6-005), September 21, 2022, Cabinet Office.

2) BeiDou Navigation Satellite System Signal In Space Interface Control Document Precise Point Positioning Service Signal PPP-B2b (Version 1.0), July, 2020, China Satellite Navigation Office.

3) European Union, Galileo HAS SIS ICD, May 2022, Issue 1.0.

4) Глобальная навигационная система ГЛОНАСС. Глобальная система высокоточного определения навигационной и эфемеридно-временной информации в реальном времени для гражданских потребителей (СВО ЭВИ). Интерфейсный контрольный документ (редакция 1.0). М.: «АО «НПК «СПП», 2020.

5) Sleewaegen A., Simsky W., De Wilde F., et al. Demystifying GLONASS inter-frequency carrier phase biases // Inside GNSS. 2012. 7(3). P. 57–61.