Анализ эффективности использования широкозонных дифференциальных подcистем (ШДПС) глобальных навигационных спутниковых систем
Фам Ки Куанг,
аспирант Санкт-Петербургского
государственного университета
водных коммуникаций.
ШДПС глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) в
качестве геостационарного функционального дополнения GPS (Global Positioning System) предназначены для
повышения точности навигационных определений, улучшения целостности и доступности
информации. Такими системами являются американская WAAS (Wide Area Augmentation System), европейская EGNOS (Еuropean Geostationary Navigation Overlay
Services) и японская MSAS (Multi-functional Satellite Augmentation System) [1].
Для выполнения оценки эффективности использования ШДПС ГНСС
был взят спутниковый GPS приёмник DG-14/16 компании Thales Navigation, позволяющий работать в
автономном и дифференциальном режимах работы. Исследования были проведены на трёх
пунктах – в Бордо (Франция) с системой EGNOS, в Норфолке (США) с системой WAAS и в Токио с системой МSAS. В таблице 1 представлены статистические характеристики,
полученные при обработки
данных [2, 3]. Видно, что работа с использованием системы
ШДПС с коррекцией дает заметное улучшение как плановых, так и высотной составляющих.
Например, в Норфолке при использовании системы ШДПС WAAS коррекций величина улучшения параметров
составляет 1,5 раза и 1,2 раза для плана и высоты соответственно, в Бордо при
использовании системы EGNOS - 2,2 раза и 2,3 раза,
а в Токио при использовании системы ШДПС MSAS - 2,9 раза и 2,4 раза.
Таблица 1.
Статистические характеристики относительно точного
значения.
|
Место |
Норфолк |
Бордо |
Токио |
|||
|
Автономный |
WAAS |
Автономный |
EGNOS |
Автономный |
MSAS |
|
|
СКП в плане, (м) |
1,6 |
1,1 |
2,4 |
1,1 |
5,5 |
1,9 |
|
СКП по высоте, (м) |
1,5 |
1,3 |
3,6 |
1,6 |
3,3 |
1,4 |
Надо отметить, что
данные эксперименты, которые представлены в таблице 1, не являются характерным
примером в отношении потенциальной точности систем ШДПС. Они были проделаны лишь для сравнения. Однако это обусловлено
тем, что условия приема были различны на этих трёх пунктах. Эффективность использования ШДПС ГНСС (Э%) может
быть определлена по формуле:
(1)
где СП -
тот или иной статистический параметр измерений.
В таблице 2 представлены результаты
расчётов величин улучшения параметров при использовании систем EGNOS, WAAS и MSAS. На рис. 1 построены две диаграммы оценки
эффективности использования ШДПС в плане и по
высоте.
Таблица 2.
Эффективность использования ШДПС ГНСС в %.
|
Параметр |
WAAS, (%) |
EGNOS, (%) |
MSAS, (%) |
|
Оценка по СКП в плане |
31,3% |
54,2% |
65,5% |
|
Оценка по СКП по высоте |
13,3% |
55,6% |
57,6% |
Видно,
что увеличение эффективности при использовании системы WAAS составляет 31,3% и
13,3% для плана и высоты, соответственно, EGNOS - 54,2% и 55,6%, а MSAS - 65,5%
и 57,6%. Т.е. эффективность при использовании системы MSAS выше, чем эффективность
при использовании EGNOS и WAAS в 1,2 раза и в 2 раза, соответственно. Эффективность
при использовании систем MSAS и EGNOS по
высоте более, чем при использовании WAAS, в 4,2 раза.
а) б)
Pис. 1. Оценки эффективности использования ШДПС а) в
плане и б) по высоте.
Таким образом, точность и надежность определения
места ШДПС находятся в пределах 0,8-
Литература
1. Соловьев Ю.А.
Спутниковая навигация и её приложения - М.: Эко-Трендз,
2003. - 326 с.
2. http://www.kasc.go.jp/MSAS/index_e.html.
3. Laurent Gauthier. EGNOS operations and their planed evolution. «ESA
BULLETIN», No. 124, November, 2007.
Поступила
в редакцию 12.05.2009 г.