Перспективы системы ГЛОНАСС

[Акельев Н.]

Для точных траекторных измерений (POD) радиометрическими методами, прежде всего, используется доплеровский сдвиг частоты. И его предостаточно даже при наличии единственной станции. То же самое при пассивной локации (лазерной) - одной станции принципиально достаточно для траекторных измерений. Сеть станций используется лишь для повышения оперативности и точности.

Да, я что-то читал об этом. При помощи эффекта Доплера можно измерить радиальную скорость НКА. Но, можно определить и угол направления на НКА, а, имея расстояние и угол, определить координаты в полярной системе координат. Только надо учитывать аберрацию. Сложная истема и, всё-таки, до конца не понятная.

[PIN]

Но, можно определить и угол направления на НКА, а, имея расстояние и угол, определить координаты в полярной системе координат.

можно, но для точных траекторных измерений совершенно не нужно.

[Акельев Н.]

Но, можно определить и угол направления на НКА, а, имея расстояние и угол, определить координаты в полярной системе координат.

можно, но для точных траекторных измерений совершенно не нужно.

Ну, это для меня вообще загадка. Хочется разобраться в физике процессов. Физика здесь очень интересная. Такие возможности: точные часы, большие расстояния - вообще, по-моему, появились у человечества впервые с созданием глобальных систем позиционирования GPS и ГЛОНАСС. К сожалению, системы находятся под эгидой военных. Официально засекреченными являются какие-то коды L2, но, на практике получить интересующую информацию о процедурах, практически используемых в системах, просто не где. Не знаю, может быть разработчикам и эксплуататорам систем это безразлично, но, на мой взгляд, неустранимая ошибка 3-6м. в обоих системах GPS и ГЛОНАСС возникает из-за неправильного учёта физики процессов. Доказать я это не могу из-за отсутствия информации о процедуре формирования данных о координатах НКА в составе оперативной информации. По моему мнению, она должна быть обратной процедуре, используемой при приёме навигационного сигнала. Даже такой простой вопрос: какова точность системы ГЛОНАСС в южном полушарии? - а в ответ тишина ...

[Дмитрий Виницкий]

Точность спутниковой навигации никак не зависит от полушарий и способов траекторных измерений. Насколько я понимаю физику процесса :wink:

[ZOOR]

Даже такой простой вопрос: какова точность системы ГЛОНАСС в южном полушарии? - а в ответ тишина ...

А почему она должна отличаться от северного полушария?
- Модель ГПЗ одна для все Земли
- Модель верхней атмосферы едина для всего околоземного пространства
- ГОСТ перехода меду системами координат един.

Единственно, если на КА обновили эфимириды при пролете на территорией России, то к ЮАР он уже накопит какую-то ошибку, но она еще вырастет за следующие пол-витка, когда его информацией будут пользоваться уже в России. Эфимириды-то не каждый виток обновлятся

Вот и получается, что основную погрешность вносит нестабильность хода часов и незнание параметров атмосферы в конкретном месте в конкретный момент времени , влияющие на прохождение радиосигнала (для этого станции дифкоррекции ставят).

Почитайте ГОСТы, например ГОСТ Р 52865-2007 Глобальная навигационная спутниковая система. Параметры радионавигационного поля и ГОСТ Р 51794-2008 Глобальные навигационные спутниковые системы. Системы координат. Методы преобразований координат определяемых точек

[PIN]

Хочется разобраться в физике процессов.

Так разбирайтесь. На эту тему есть тонны литературы. И военные тут ни при чем. Вообще.

[Акельев Н.]

Точность спутниковой навигации никак не зависит от полушарий и способов траекторных измерений. Насколько я понимаю физику процесса :wink:

Это Ваши априорные представления, а не факт реальности.

[Акельев Н.]

Даже такой простой вопрос: какова точность системы ГЛОНАСС в южном полушарии? - а в ответ тишина ...

А почему она должна отличаться от северного полушария?
... Эфимириды-то не каждый виток обновлятся
Вот и получается, что основную погрешность вносит нестабильность хода часов и незнание параметров атмосферы в конкретном месте в конкретный момент времени , влияющие на прохождение радиосигнала (для этого станции дифкоррекции ставят).

Я уже говорил, у России нет станций слежения ГЛОНАСС в южном полушарии. Оперативная информация о координатах спутников для этого полушария формируется на основе каких-то модельных представлений разработчиков системы. Я на сайте информационно-аналитического центра ГЛОНАСС/GPS нашёл файлы эфемерид, вроде бы, используемых в системе. У меня сложилось впечатление, что координаты для южного полушария в систему вносят путём зеркального отражения в плоскости орбиты относительно экваториальной прямой координат, полученных путём измерений в северном полушарии. По моим представлениям при таком подходе ошибка позиционирования должна значительно возрастать.
Вы считаете, что эфемериды не каждый виток обновляются? Они обновляются каждые 30 секунд. Это "альманах", может быть, не каждый виток обновляется, но точности "альманаха" достаточно только для определения группировки спутников, находящейся над горизонтом.
Вы считаете, что основная ошибка в системах возникает из-за нестабильности часов и тропосферных/ионосферных задержек? Вопрос с часами в системах проработан основательно. Системные эталонные часы используются наивысшей доступной точности. К рассинхронизации часов на НКА и в приёмнике система не чувствительна. При помощи лазерных квантово-оптических станций (КОС) координаты спутников определяются с точностью до миллиметров (во всяком случае так думают). На лазерные лучи тропосфера/ионосфера не действует? Однако, вводят данные миллиметровой точности от КОС в систему и получают неустранимую ошибку позиционирования  3-6м.  По Вашему здесь нет ошибки в представлениях о физике процессов?

[Акельев Н.]

Хочется разобраться в физике процессов.

Так разбирайтесь. На эту тему есть тонны литературы. И военные тут ни при чем. Вообще.

Будьте так любезны, порекомендуйте литературу в которой освещаются заданные мною вопросы. Желательно со ссылками в Интернет. Мне известна только одна серьёзная книга: "Глобальная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС" под редакцией В.Н. Харисова, А.И. Перова, В.А. Болдина, но там ответов на поставленные вопросы, увы, нет.

[PIN]

Одна книга? Вы шутник...

Начните с классики:
James J. Spilker, Global positioning system: theory and applications,
Vol. 1, American Institute of Aeronautics and Astronautics, 1996.

http://books.google.com/books/about/Global_positioning_system.html?id=e4VTAAAAMAAJ&redir_esc=y[/quote]

[PIN]

Вы считаете, что эфемериды не каждый виток обновляются? Они обновляются каждые 30 секунд.

Не обновляются, а вещаются. Обновляются на борту они существенно реже и на интервалы далеко не в 30 секунд, а 2 часа (GPS) и 30 минут (Глонасс), периоды эти есть в форматах информационных сообщений, см. общедоступные ICD. И, как Вы сами знаете, ислючительно в частях витков "в северном полушарии".

[Ded]

Хочется разобраться в физике процессов.

Так разбирайтесь. На эту тему есть тонны литературы. И военные тут ни при чем. Вообще.

Будьте так любезны, порекомендуйте литературу в которой освещаются заданные мною вопросы. Желательно со ссылками в Интернет. Мне известна только одна серьёзная книга: "Глобальная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС" под редакцией В.Н. Харисова, А.И. Перова, В.А. Болдина, но там ответов на поставленные вопросы, увы, нет.

Посмотрите Интерфейсный документ, там нормально написано. Октывается через Википедию (проверил).

Коротко:

- НКУ проводятся траекторные измерения (измерение дальности и доплеровского сдвига), расчет параметров движения КА и их загрузка на борт (загрузка примерно один раз в неделю).
- КА выдает абоненту свои координаты в системе ПЗ-90.02 и другую информацию.
- абонент считает свое положение на эллипсоиде.

Задержка определяется по сдвигу ПШС с использованием часов приемника.

[instml]

Летные испытания второго спутника серии "Глонасс-К" начнутся в 2013 г

МОСКВА, 17 апр - РИА Новости. Летные испытания навигационного спутника "Глонасс-К" второй очереди начнутся в 2013 году, сообщил во вторник замглавы ОАО "Российские космические системы" (РКС) Григорий Ступак, выступая на VI Международном форуме по спутниковой навигации в Москве.

РКС производят бортовой информационно-навигационный комплекс и другое оборудование для спутников "Глонасс".

"На этапе летных испытаний у нас сейчас находится перспективный космический аппарат нового поколения "Глонасс-К". Планируем в 2013 году приступить к летным испытаниям космического аппарата "Глонасс-К" второй очереди. Этот аппарат будет способен передавать четыре навигационных сигнала", - сказал Ступак.

Первый спутник типа "Глонасс-К" был успешно запущен 26 февраля 2011 года. В настоящее время он проходит летно-конструкторские испытания. Ранее сообщалось, что запуск второго спутника "Глонасс-К" запланирован на текущий год.

Ступак также напомнил, что в настоящее время группировка спутников "Глонасс" насчитывает 31 космический аппарат, из которых 24 спутника используются по целевому назначению, два - временно выведены на техобслуживание, четыре - находятся в орбитальном резерве, один - на этапе летных испытаний ("Глонасс-К" - ред.).

Система ГЛОНАСС в ее гражданской части предназначена для формирования навигационного сигнала, с помощью которого возможно высокоточное определение координат и скорости движения любых подвижных объектов, оснащенных приемниками системы. Она также обеспечивает решение задач в интересах безопасности России.

Формирование орбитальной группировки системы было завершено запуском 3 октября 2011 года и последующим вводом в эксплуатацию очередного спутника "Глонасс-М", который был запущен с космодрома Плесецк. Сигнал российской навигационной спутниковой системы стал доступным для приема без ограничений по всему миру после ввода в эксплуатацию этого космического аппарата. Наличие 24 функционирующих на орбите спутников "Глонасс", транслирующих навигационный сигнал, позволило обеспечить непрерывную навигацию по всей территории земного шара.

В рамках ФЦП "ГЛОНАСС" на 2012 год в бюджете РФ выделено 20,55 миллиарда рублей для поддержания и развития навигационной системы ГЛОНАСС. Действие предыдущей ФЦП по развитию системы ГЛОНАСС (общий объем финансирования программы составил 116,9 миллиарда рублей) истекло в 2011 году.

Цель новой ФЦП - расширить внедрение и использование системы ГЛОНАСС в интересах специальных и гражданских (в том числе коммерческих и научных) потребителей, а также ее международное использование. Ранее сообщалось, что общий объем финансирования новой ФЦП, согласно проекту новой ФЦП, составит 346,595 миллиарда рублей, в основном это будут бюджетные средства.

http://ria.ru/science/20120417/628270262.html

[instml]

Для РИА: "Глонасс-К" второй очереди и второй спутник "Глонасс-К" - не одно и тоже :wink:

[Yura_L.]

Если у Вас есть вопросы, пожалуйста, только в следующую пятницу. Я уезжаю в командировку и ИНТЕРНЕТ для меня будет недоступен.

У меня опять вопросы к специалистам по разработке и эксплуатации системы ГЛОНАСС по поводу процедуры формирования данных о координатах спутников в составе передаваемой ими оперативной информации. Мы выяснили, что для формирования этой информации наземные станции измеряют расстояния до спутников запросным методом. Поскольку измеряются только расстояния, для определения координат  нужно произвести измерение расстояния до спутника от нескольких наземных станций, передать эти данные в какой-то единый центр, где координаты вычисляются и передаются на спутник для включения в состав оперативной информации. На всё это требуется время. То есть, данные заносятся с опозданием. Большой проблемы это не создаёт, лишь бы данные заносились периодически. Потребитель по координатам в более ранний момент времени вычисляет координаты спутника в нужный момент путём решения дифференциального уравнения. Вопрос возникает вот в чём: У России нет станций слежения системы ГЛОНАСС в южном полушарии Земли, а данные о координатах должны присутствовать в навигационных сообщениях спутников и при пролёте над этими территориями. Очевидно, в этом случае данные о координатах формируются не за счёт прямого измерения, а на основе какой-то модели.  В какой степени сочетаются экспериментальные данные и модельные представления при формировании данных о координатах спутников в составе оперативной информации? Возможно, все данные формируются на основе модели, а экспериментальные – только корректируют её параметры. Возможно, экспериментальные данные заносятся для участков траектории спутников, наблюдаемых с территории России, а остальные вычисляются на основе некоторых представлений. Какова процедура формирования данных о координатах спутников в их оперативной информации для южного полушария Земли? И какова точность системы позиционирования ГЛОНАСС в южном полушарии?

Естественно, координаты спутников строятся по модели. Координаты отдельных точек на орбите никто не измеряет, это совершенно незачем, да и пока что затруднительно.
Тут штука такая. Спутник в космосе ведет себя на редкость предсказуемо. Нужно только учесть все силы, действующие на спутник. А это гравитация Земли, влияние Луны и Солнца, ну и солнечный ветер и давление света.
Гравитационное поле Земли - оно довольно затейливое, но его за долгие годы довольно точно измерили. Гравитационное поле представляют в виде разложения по сферическим функциям. Не скажу точно, но по-моему, в настоящее время используют больше сотни гармоник. В результате можно довольно точно предсказать несколько витков орбиты.
Самое сложное - это учет солнечного давления, но и эта проблема решаема.

Для определения эфемерид определяются дальности до спутников, на доступном куске орбиты. Чем больше этих кусков, тем лучше. Если разместить измерительные пункты в Южном полушарии, то можно наблюдать более 90% всей орбиты. Но и тех станций, которые имеются на территории России, достаточно для наблюдения более половины всей орбиты.
Потом по измеренным дальностям определяются параметры модели. Хотя модель довольно сложная и имеет много параметров, но измерений (дальностей) несравнимо больше, поэтому задача решается, больше того, имеет место эффект усреднения погрешности измерений. В принципе, данные можно закладывать на борт спутников дважды в сутки - когда спутник находится в зоне видимости пункта, с которого производится закладка. На самом спутнике по этим данным прогнозируются эфемериды, которые закладываются в состав оперативной информации. Смена ОИ производится раз в 30 минут. В принципе, можно использовать эту информацию и на более длительном интервале, но тот упрощенный алгоритм, который приведен в интерфейсном документе ГЛОНАСС, работает с достаточной точностью только в интервале 30 минут.

Заложеной информации на спутник по идее хватает на несколько витков. Не скажу точно, но длительность автономного функционирования системы ГЛОНАСС, т.е. без закладки эфемерид с Земли, хватает далеко не на сутки, и не на двое, а гораздо на больший срок. Насколько мне известно, погрешность прогноза эфемерид начинает резко возрастать после десятка-другого витков. Но лучше производить закладку чаше.

Что касается точности в Южном полушарии, то модель одинаково хорошо работает в обоих полушариях. Точность определения координат на сегодняшний день составляет чуть меньше 3м, хотя и все время. Если взять погрешность за все время, скажем, на суточном или более длительном интервале, то погрешность составляет около 5м. Это в принципе, очень даже неплохо. Если учесть, что в середине 2000-х погрешность измерения координат по GPS была 10-15м.  В ближайшее время погрешность определения координат планируют уменьшить еще вдвое - до 1.5м (СКО).

Насчет засекреченных кодов - тут особенно париться не нужно, на сегодняшний день вместе с военными кодами существуют и гражданские, в том числе и на L2 (в отличие от GPS, в котором гражданский сигнал на L2  передают всего треть всех спутников).
Вся необходимая информация для потребителей есть в Интерфейсном контрольном документе. Существует и другой интерфейсный документ - специально для эфемеридно-временного обеспечения системы ГЛОНАСС, но вряд ли вы его найдете в свободном доступе. Но для потребителей эта информация в принципе и не нужна.


По поводу литературы - тут классика - это книжка Харисова, Она имеет уже 4 издания, и от издания к изданию становится все толще и толще.
Еще можно посоветовать книжку Соловьева и еще книжку Яценкова. В принципе, этого вполне достаточно для всех случаев жизни - от простого любопытства до профессионального использования.

[Yura_L.]

Для точных траекторных измерений (POD) радиометрическими методами, прежде всего, используется доплеровский сдвиг частоты. И его предостаточно даже при наличии единственной станции. То же самое при пассивной локации (лазерной) - одной станции принципиально достаточно для траекторных измерений. Сеть станций используется лишь для повышения оперативности и точности.

Да, я что-то читал об этом. При помощи эффекта Доплера можно измерить радиальную скорость НКА. Но, можно определить и угол направления на НКА, а, имея расстояние и угол, определить координаты в полярной системе координат. Только надо учитывать аберрацию. Сложная истема и, всё-таки, до конца не понятная.

Угловые измерения на таких дальностях совершенно неэффективны. Даже при снайперской точностью измерения углов получается ошибка координат спутника в десяток-другой км. А даже такую погрешность углов получить при помощи радиотехнических методов практически невозможно.

Немного про Доплеровские измерения. Да, в общем случае можно по Доплеру измерить радиальную скорость. И для траекторных измерений проинтегрировать эту скорость, в результате получим измерение радиальной дальности на интервале измерений. Но с точностью до некоторой константы. Но при измерении дальности мы тоже получаем то же самое - эволюцию радиальной дальности на интервале наблюдений. Но если дальность измеряется по огибающей сигнала (или дальномерному коду), то Доплеровский сдвиг - по фазе несущей частоты. А это намного точнее, поскольку период несущей частоты всегда намного меньше периода огибающей.

Но есть одно обстоятельство. Если измерять просто Доплер, то эти измерения имеют некоторый шум, и при интегрировании этот шум всегда расходится. То есть погрешность будет возрастать с увеличением времени измерения. Поэтому сейчас измеряют не Доплеровский сдвиг, а непосредственно фазовую псевдодальность. Это делается с помощью ФАПЧ. И если мы зацепились за фазу несущей, то погрешность измерения псевдодальности не будет превышать нескольких градусов фазы несущей частоты, т.е. миллиметры, в течение всего времени наблюдений. Единственный минус - это то, что эта дальность (псевдодальность) имеет очень большую постоянную неопределенность, то есть мы с высокой точность можем определить только изменение дальности, а не саму дальность. Но для траекторных измерений это вполне годится.

[instml]

Летом начнутся испытания системы, повышающей точность сигнала ГЛОНАСС

МОСКВА, 17 апр - РИА Новости. Роскосмос летом планирует начать тестовые испытания системы, обеспечивающей точность приема сигнала системы ГЛОНАСС по всей России в пределах 0,5 метра, заявил во вторник глава агентства Владимир Поповкин.

"В июне мы начнем тестовые испытания", - сказал он на совещании по внедрению системы ГЛОНАСС в регионах, проводившемся под руководством вице-премьера РФ Владислава Суркова.

Речь идет о развитии сети наземных станций, обеспечивающих дифференциальную коррекцию сигнала.

Поповкин отметил, что пока только Москва и Московская область могут принимать сигнал с такой точностью.

В феврале премьер-министр РФ Владимир Путин сообщил, что за последние пять лет точность ГЛОНАСС "улучшена на порядок". По его словам, она сопоставима с точностью системы GPS: "у нас 2,8 метра, а там 1,8 метра".

http://ria.ru/science/20120417/628335146.html

[instml]

Число центров космических услуг в регионах увеличится до 25 - Сурков

МОСКВА, 17 апр - РИА Новости. На территории России всего будет создано 25 центров космических услуг на базе технологий ГЛОНАСС, сообщил вице-премьер РФ Владислав Сурков.

"Уже (в регионах России) создано десять центров космических услуг. Планируется создать еще 15", - сказал Сурков на форуме по спутниковой навигации в Москве.

На сегодняшний день центры космических услуг уже развернуты в таких городах, как Москва, Сочи, Казань, Калуга, Рязань, Майкоп, Одинцово (Московская область), Смоленск, Ижевск, Киров.

Сурков напомнил, что из федерального бюджета на развитие ГЛОНАСС до 2020 года будет выделено более 300 миллиардов рублей. Вице-премьер также отметил, что рынок навигационных услуг РФ в 2011 году составил 12 миллиардов рублей, это число в следующие пять лет "вырастет еще на порядок".

Система ГЛОНАСС в ее гражданской части предназначена для формирования навигационного сигнала, с помощью которого возможно высокоточное определение координат и скорости движения любых подвижных объектов, оснащенных приемниками системы. Она также обеспечивает решение задач в интересах безопасности России.

Формирование орбитальной группировки системы было завершено запуском 3 октября 2011 года и последующим вводом в эксплуатацию очередного спутника "Глонасс-М", который был запущен с космодрома Плесецк. Сигнал российской навигационной спутниковой системы стал доступным для приема без ограничений по всему миру после ввода в эксплуатацию этого космического аппарата. Наличие 24 функционирующих на орбите спутников "Глонасс", транслирующих навигационный сигнал, позволило обеспечить непрерывную навигацию по всей территории земного шара.

В рамках ФЦП "ГЛОНАСС" на 2012 год в бюджете РФ выделено 20,55 миллиарда рублей для поддержания и развития навигационной системы ГЛОНАСС. Действие предыдущей ФЦП по развитию системы ГЛОНАСС (общий объем финансирования программы составил 116,9 миллиарда рублей) истекло в 2011 году.

Цель новой ФЦП - расширить внедрение и использование системы ГЛОНАСС в интересах специальных и гражданских (в том числе коммерческих и научных) потребителей, а также ее международное использование. Ранее сообщалось, что общий объем финансирования новой ФЦП, согласно проекту новой ФЦП, составит 346,595 миллиарда рублей, в основном это будут бюджетные средства.

http://ria.ru/science/20120417/628330275.html

Надо создать две должности генконструктора по ГЛОНАСС - Поповкин
http://ria.ru/science/20120417/628322778.html

[мастер_лукьянов]

а луч-5  начал передавать дифференциальные поправки?
кстати, вот с количеством станций для определения дифференциальных поправок положение дел в южном полушарии не очень - действуют всего три станции в
Антарктиде против 18 в  северном полушарии http://www.sdcm.ru/ . поэтому точность глонасс там может быть ниже  из-за недостаточности информации для СДКМ

[мастер_лукьянов]

а луч-5  начал передавать дифференциальные поправки?

похоже ответ в соседней ветке:

По последним данным, во втором звездном датчике на "Луч-5А" те же проблемы, что и в первом - не работает цепь управления затвором. Правда, физически сам затвор на этот раз остался в открытом состоянии...

:cry:
зы все по плану - скоро должны пойти разговоры об изготовлении Луч - 5 Г  :twisted: