Исследование межчастотных задержек сигналов на борту навигационных космических аппаратов ГЛОНАСС

Рассмотрена задача оценивания межчастотных задержек сигналов навигационных космических аппаратов системы ГЛОНАСС. Такие задержки излучения сигнала в радиочастотном тракте навигационных космических аппаратов являются источником инструментальной погрешности псевдодальномерных  измерений. Предложен метод оценки межчастотных задержек сигналов, основанный на расчёте первых разностей псевдодальномерных измерений по навигационным космическим аппаратам, взаимное угловое положение которых отличается не более чем на 1°. Проведен эксперимент по оценке межчастотных задержек сигналов на основе разработанного метода. Эксперимент основан на использовании калиброванной навигационной  ппаратуры потребителя для разделения погрешностей, вызванных задержками сигналов в приёмнике и навигационном космическом аппарате. Также для обеспечения наименьшего влияния ионосферного слоя Земли в обработку включены только те измерения, которые получены при малом значении полной электронной концентрации TEC. В качестве исходных данных использовали псевдодальномерные измерения по сигналам навигационных космических аппаратов систем ГЛОНАСС и GPS. Результаты оценивания для всех космических аппаратов орбитальной группировки системы ГЛОНАСС сравнены с формулярными значениями, предоставленными в составе навигационного кадра. Проанализированы результаты экспериментальных исследований, получены значения среднеквадратических отклонений задержек орбитальной группировки ГЛОНАСС. Для подтверждения адекватности результатов проведена проверка на внутреннюю сходимость результатов и определена погрешность разработанного метода оценки межчастотных задержек навигационных космических аппаратов.

1. Hofmann-Wellenhof B., Lichtenegger H., Collins J., Global Positioning System. Theory and Practice, Springer-Verlag Wien GmbH, 2001, 404 p. DOI10.1007/978-3-7091-6199-9

2. Перов А. И., Харисов В. Н., Бакитько Р. В., Болденков Е. Н., Булавский Н. Т., Дворкин В. В., Ефименко B. C., Косенко В. Е., Нартов В. Я., Мерой А. И., Перьков А. Е., Тюбалин В. В., Урличич Ю. М., Харисов В. Н., Чеботарев В. Е., Шатилов А. Ю. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования / Под ред. А. Н. Перова, В. Н. Харисова. 4-е изд. М.: Радиотехника, 2010. 800 с.

3. Sanz Subirana J., Juan Zornoza J. M., HernándezPajares M., GNSS Data processing. Volume 1: Fundamentals and Algorithms, ESA Communications: Noordwijk, 2013, 223 p., available at:https://gssc.esa.int/navipedia/GNSS_Book/ESAGNSS-Book_TM-23_Vol_I.pdf(accessed:14.02.2020).

4. Altamimi Z., Antreich F., Beard R., Bolkunov A., Braasch M. S., Burger T., Cardellach E., Curran J. T., Defraigne P., Eissfeller B., Elgered G., Falcone M., Farnworth R., Farrell J. A., Freymueller J., Ganeshan A. S., Gao S., Giorgi G., Gross R., Hahn J., Hauschild A., Hausler G., Hegarty C. J., Hobiger T., Hugentobler U., Humphreys T., Jakowski N., Jekeli C., Johnston G., Kealy A., Kogure S., Kouba J., Lahaye F., Langley R. B., MacLeod K., Maqsood M., Meurer M., Montenbruck O., Moore T., Odijk D., Pany T., Petovello M. G., Pullen S., Revnivykh S., Riddell A., Rius A., Rizos C., Senior K., Serdyukov A., Springer T., Steigenberger P., Tang J., Tétreault P., Teunissen P. J. G., Verhagen S., Walter T., Wanninger L., Weiss J. P., Wendel J., Wickert J., Won J.-H., Yang Y., Springer Handbook of Global Navigation Satellite Systems, eds. Peter J. G. Teunissen, Oliver Montenbruck, GmbH, Leipzig, 2017, 1327 p. DOI:10.1007/978-3-319-42928-1

5. Интерфейсный контрольный документ ГЛОНАСС. 5.1 изд. М.: РНИИКП, 2008, 74 c., URL:http://russianspacesystems.ru/wp-content/uploads/2016/08/ICD_GLONASS_rus_v5.1.pdf(дата обращения:14.02.2020).

6. Montenbruck O., Hauschild A., Steigenberger P., Navigation – Journal of The Institute of Navigation, 2014, no. 61 (3), pp. 191–201. DOI:10.1002/navi.64

7. Montenbruck O., Steigenberger P., Prange L., Deng Z., Zhao Q., Perosanz F., Romero I., Noll C., Stürze A., Weber G., Schmid R., MacLeod K., Schaer S., Advances in Space Research, 2017, vol. 59, no. 7, pp. 1671–1697. DOI: 10.1016/j.asr.2017.01.011

8. Reussner N., Wanninger L. GLONASS Inter-frequency Biases and Their Eff ects on RTK and PPP Carrier-phase Ambiguity Resolution. Proceedings of the 24th International Technical Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation (ION GNSS 2011), Portland, OR, September 2011, pp. 712–716.

9. Ciraolo L., Azpilicueta F., Brunini C., Meza A., Radicella S. M., Journal of Geodesy, 2007, vol. 81, pp. 111–120. DOI:10.1007/s00190-006-0093-1

10. Klobuchar J., IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 1987, vol. AES-23, no. 3, pp. 325–331. DOI:10.1109/TAES.1987.310829

11. European Union. European GNSS (Galileo) Open Service-Ionospheric Correction Algorithm for Galileo Single Frequency Users. 1.2, available at: https://www.gsc-europa.eu/sites/default/files/sites/all/files/Galileo_Ionospheric_Model.pdf (accessed: 14.02.2020).

12. Schaer S., Gurtner W., Feltens J., IONEX: The IONosphere map Exchange Format Version 1.1. Proceedings of the IGS AC Workshop, Darmstadt, Germany, 9–11 February 2015,available at:http://ftp.aiub.unibe.ch/ionex/draft/ionex11.pdf(accessed:14.02.2020).

13. Mannucci A. J., Wilson B. D., Yuan D. N., Ho C. H., Lindqwister U. J., Runge T. F., Radio Science, 1998, vol. 33, no. 3, pp. 565–582.

14. Ammar M., Aquino M., Vadakke Veettil S., GPS Solutions,2018, vol. 2, pp. 22–32. DOI:10.1007/s10291-018-0700-7

15. Wang N., Yuan Y., Li Z., Montenbruck O., Tan B., Journal of Geodesy, 2016, vol. 90, no. 3, pp. 209–228, DOI:10.1007/s00190-015-0867-4

16. Mylnikova A. A., Yasyukevich Yu. V., Kunitsyn V. E., Results in Physics, 2015, vol. 5, pp. 9–10. DOI:10.1016/j.rinp.2014.11.002

17. Wilson B. D., Yinger C. H., Feess W. A., Shank C., GPS World, 1999, vol. 10, no. 9, pp. 56–66, available at: http://hdl.handle.net/2014/18173(accessed:14.02.2020).

18. Печерица Д. С., Федотов В. Н. Калибровка беззапросных измерительных систем ГЛОНАСС с обеспечением прослеживаемости к государственным первичным эталонам единиц величин // Тезисы докладов VII Всероссийской конференции «Фундаментальное и прикладное координатно-временное и навигационное обеспечение» (КВНО2017), Санкт-Петербург, 17–21 апреля 2017 г. Спб.: ИПА РАН, 2017. C. 204–205.

19. Kouba J., A guide to using International GNSS Service(IGS) products. 2009. Available at: http://kb.igs.org/hc/en-us/article_attachments/203088448/UsingIGSProductsVer21_cor.pdf(accessed:20.12.2019).

20. Petit G., Luzum B., IERS Conventions. 2010, Frankfurt am Main, Verlag des Bundesamts fur Kartographie und Geodasie, 2010, 179 p., available at: http://iers-conventions.obspm.fr/content/tn36.pdf(accessed:14.02.2020).