Расширенная модель погрешности формирования разности фаз несущих частот навигационных сигналов имитаторами сигналов ГНСС

Относительные измерения по фазе несущей частоты сигналов навигационных космических аппаратов (НКА) глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) востребованы во многих областях повседневной деятельности (строительство, высокоточные навигационные определения, пространственная ориентация по сигналам ГНСС, мониторинг деформаций объектов инфраструктуры и т. д.).

Для подтверждения инструментальных погрешностей таких систем навигации (аппаратуры потребителя ГНСС, используемой в таких системах) в последнее время все больше применяются имитаторы сигналов ГНСС. Имитаторы сигналов формируют разности фаз сигналов НКА с разных (в самом простом случае – двух) радиочастотных выходов. Алгоритмы изменения разностей фаз от времени соответствуют реальным траекториям движения НКА и объекта-носителя аппаратуры потребителя ГНСС.

Для имитаторов навигационных сигналов нормируется только СКО результата формирования разности фаз [1]. При этом значения систематических погрешностей формируемых разностей фаз могут достигать десятков градусов для разных литер НКА [2].

В рамках проведенного исследования получено выражение для доверительных границ суммарной погрешности формирования разности фаз имитатором сигналов ГНСС:

где К_Σ – коэффициент, определяемый доверительной вероятностью 0.95 и отношением случайных погрешностей и неисключенной систематической погрешности (НСП);
S₁ – среднее квадратическое отклонение (СКО) измерения разности фаз эталоном при передаче единицы разности фаз имитатору сигналов ГНСС, градус;
S_р – СКО результата воспроизведения задержки радионавигационного сигнала по фазе несущей частоты, градус;
Θ₁ – НСП вышестоящего эталона, используемого для передачи единицы разности фаз имитатору сигналов ГНСС, градус;
(φ – φ₀)₁ – составляющая НСП, обусловленная неидентичностью трактов радиочастотных выходов имитатора сигналов ГНСС, градус;
(360º/2^N) – дискрет формирования фазы несущей частоты имитатором сигналов (N – разрядность кода ЦАП при формировании промежуточной частоты сигнала НКА до гетеродинирования).

Разработанная расширенная модель учитывает схемотехнические особенности формирования радионавигационных сигналов ГНСС имитаторами сигналов (дискретность перестройки фазы несущей частоты сигналов, неидентичность частотно-зависимых элементов радиотрактов).

Литература

1) Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений. Аттестованные методики (методы измерений) [Электронный ресурс]. URL: https://fgis.gost.ru/fundmetrology/registry/16/items/276233 (дата обращения 27.02.2025).

2) Бурцев С. Ю., Печерица Д. С. Калибровка навигационной аппаратуры потребителей ГНСС по фазовым измерениям псевдодальности // Альманах современной метрологии. 2021. № 4 (28). C. 65–72.