Использование данных системы высокоточного определения эфемеридно-временной информации в реальном времени для передачи времени UTC и системного времени ГНСС

В настоящее время ассистирующая информация (АИ) глобальной системы высокоточного определения эфемеридно-временной информации (СВО ЭВИ) в реальном времени для гражданских потребителей — российского сервиса услуги высокой точности — обеспечивает реализацию абсолютного высокоточного позиционирования по технологии PPP (Precise Point Positioning) по измерениям фазы несущей частоты навигационных сигналов системы ГЛОНАСС и зарубежных ГНСС [1]. В состав АИ входит, в том числе, высокоточная эфемеридно-временная информация ГНСС. Однако технология РРР не предусматривает передачу потребителям точного времени UTC или системного времени ГНСС. Поправки бортовых часов навигационных космических аппаратов (КА) в составе АИ рассчитываются относительно произвольно выбираемой и переназначаемой (при необходимости) высокостабильной опорной шкалы времени, которая в общем случае не представляет ни реализацию времени UTC, ни шкалу системного времени ГНСС. При этом СВО ЭВИ и многие зарубежные центры анализа при расчете АИ используют в качестве опорных шкалы времени высокостабильных эталонов времени и частоты (ЭЧВ) различной ведомственной подчиненности, включая ЭЧВ национальных служб времени или временных лабораторий UTC(k), исходя из их доступности и пре-имуществ ЭЧВ в стабильности. Доступ же к системному времени ГНСС у поставщиков услуг высокой точности ГНСС отсутствует ввиду невозможности использования измерений от аппаратуры, формирующей шкалу системного времени ГНСС. Связь АИ с системным временем ГНСС обеспечивается в апостериорном режиме посредством использования данных навигационного кадра КА ГНСС и ограничивается характеристиками бортовых стандартов частоты и качеством транслируемой эфемеридно-временной информации ГНСС.

Для потребителей, использующих апостериорную АИ или АИ реального времени, и заинтересованных в получении времени UTC(SU) вариант обеспечения прямого доступа к времени UTC(SU) в абсолютном режиме является предпочтительным. Это вариант реализуется при использовании шкалы времени ГЭВЧ в качестве опорной при формировании АИ СВО ЭВИ.

Для потребителей, реализующих дифференциальные методы сравнения шкал времени по сигналам ГНСС, в том числе и со шкалой времени UTC(SU), использование АИ СВО ЭВИ вне зависимости от выбора опорной шкалы снижает зависимость точности результатов от длины базовой линии и дает возможность получения результатов на каждую эпоху.

Накопленный при создании СВО ЭВИ опыт применения методов и технологий обработки фазовых измерений позволяет рассматривать реализуемость технологии PPP – ВСE (Broadcast Ephemerides) с использованием ЭВИ, транслируемой в навигационном сигнале для существующих и перспективных ГНСС, обладающих лучшими характеристиками бортовых эфемерид и поправок часов КА. Метод PPP – ВСЕ 2] наследует основные подходы обработки измерений фазы несущей по технологии РРР и в перспективе может также обеспечить доступ потребителей к системному времени ГНСС и времени UTC(SU). Основным условием успешной реализации РРР – ВСЕ является достижение ГНСС соответствующего уровня эквивалентной погрешности дальности (ЭПД) за счет космического сегмента, которая является интегральной оценкой точности бортовой ЭВИ и зависит, в первую очередь, от характеристик бортовых стандартов частоты.

В докладе представлено описание экспериментов и сравнительные оценки различных вариантов реализации технологии PPP с использованием апостериорной АИ, АИ реального времени и данных из навигационных сообщений КА ГНСС ГЛОНАСС, GPS, Galileo. Проанализированы ограничивающие факторы и потенциальная точность передачи времени UTC и системного времени ГНСС.

Литература

1) Интерфейсный контрольный документ. Глобальная система высокоточного определения навигационной и эфемеридно-временной информации в реальном времени для гражданских потребителей. (СВО ЭВИ). Научно-производственная корпорация «Системы прецизионного приборостроения». М, 2017. 81 c. [Электронный ресурс]. URL: https://glonass-svoevi.ru (дата обращения 10.04.2025).

2) Carlin L., Montenbruck O., Furthner J. Hauschild А. UTC and GNSS sys-tem time access using PPP with broadcast ephemerides // GPS Solutions. 2022. Vol. 26. Art. no. 142. Doi: 10.1007/s10291-022-01326-z.