Технологии

Ещё одна низкоорбитальная альтернатива ГНСС

21 Июня 2024
Ещё одна низкоорбитальная альтернатива ГНСС

Недавно, в журнале Navigation, был описан возможный подход к навигации на основе низкоорбитальных спутниковых сигналов возможностей (SoOp), использующих наблюдения доплеровского сдвига несущей.

В статье «Реализация и точность доплеровской навигации с помощью спутников LEO» приводятся аналитически выведенные и упрощённые формулы для Якобиана, участвующего в численном вычислении навигационного решения, а также выводится показатель снижения точности, подобный глобальной навигационной спутниковой системе, который можно использовать для оценки точности.

Авторы статьи использовали результаты исследований группы белорусских учёных по определению орбиты малого спутника на основе доплеровских измерений наземной станции Белорусского государственного университета, выполненных по государственным программам Республики Беларусь «Высокотехнологичные технологии и оборудование», «Информатика и космические исследования».

Использование SoOP со спутников LEO недавно было предложено в качестве устойчивой альтернативы навигации на основе ГНСС (ГЛОНАСС, GPS, BeiDou и Galileo) благодаря их желательным характеристикам для приложений PNT. Спутники LEO находятся в 25–40 раз ближе к Земле, чем их аналоги ГНСС, находящиеся на средних околоземных орбитах (MEO). Это влечёт за собой важные преимущества с точки зрения пользователя, в том числе значительно более сильные сигналы, которые обеспечивают более высокую устойчивость к помехам, и гораздо более короткие периоды обращения, что влечет за собой создание надёжных доплеровских эффектов, которые необходимо измерить и использовать для навигации.

Некоторые компании уже планируют запустить спутники LEO для предоставления услуг широкополосного доступа в Интернет и связи по всему миру. Таким образом, сигналы от спутников LEO, вероятно, будут становиться всё более многочисленными и разнообразными по частоте и направлению. LEO SoOps, которые могут быть полезны для навигации, будут работать в разных диапазонах частот, включая L-диапазон, S-диапазон, Ku-диапазон и другие.

Статья описывает использование наблюдений доплеровского сдвига несущей из SoOp спутника LEO в соответствии с альтернативным подходом, предложенным Марком Псиаки в 2021 году. Этот подход использует высокоточную модель доплеровского сдвига несущей для формулирования пакетного фильтра для одновременного вычисления восьми неизвестных основной проблемы: трёхмерное положение и скорость, смещение часов и дрейф часов. Авторы статьи приходят к выводу, что упрощённый Якобиан является жизнеспособным вариантом реализации подхода Псиаки.

В статье рассматривается несколько альтернативных подходов, и концентрируется внимание на алгоритме использования измерений доплеровского сдвига несущей, показывая, как можно улучшить вычисления, используя явные формулы для Якобиана вместо численных аппроксимаций. Материал предоставляет результаты численного моделирования формул снижения точности, производительности навигационного алгоритма и сравнения Монте-Карло различных вариантов матриц Якобиана.

Подписывайтесь на журнал «Вестник ГЛОНАСС» и навигационный Telegram-канал

По материалам открытых источников

Короткая ссылка:  vestnik-glonass.ru/~Oq2b8
27.09.2024
В Министерстве обороны США (DOD) уже много лет работают над усовершенствованием GPS с помощью специального военного сигнала, известного как М-код, который устойчив к помехам и глушению.
26.09.2024
Три группы НАСА (NASA) работают над повышением точности хронометража для исследования космоса.
23.09.2024
Телематика стремительно преобразует сферу автострахования, внося изменения, которые приносят пользу как страховщикам, так и водителям. Благодаря интеграции технологий в транспортные средства, телематика предоставляет актуальные данные, которые страховые компании используют для более точной оценки рисков.
19.09.2024
«Под Минцифры есть ФГУП «Космическая связь» - главный и крупнейший в России оператор спутниковой связи (кстати, не в подчинении Роскосмоса и это не вызывает ни у кого удивления). В этой связке группировка «Бюро-1440» будет второй рукой Минцифры в космосе», - отметил Дмитрий Струговец.

СТАТЬИ ГЛОНАСС

Необходим поиск отечественных специалистов в области кибербезопасности сельского хозяйства
Перспективы реализации дорожной карты одного из направлений Национальной технологической инициативы (НТИ) в области сельского хозяйства, по просьбе журнала «Вестник ГЛОНАСС», оценил эксперт в навигационно-информационной сфере Семён Видный. В современных, быстроизменяющихся условиях особого решения требуют вопросы безопасности (направление SafeNet), тем более на таком значимом для государства агросекторе. В этом направлении на данный момент – огромное количество профессиональных участников. Но большинство из них используют иностранные наработки, что в настоящий момент и на перспективу неприемлемо. Также все профессионалы никогда не занимались этим специфическим сектором экономики – сельским хозяйством. Так что здесь придётся ещё поискать участников.
Аграриям предстоит работать в одной системе координат
Как известно, основой современного цифрового агрокомплекса является картогорафирование. Семён Видный, эксперт в области применения современных навигационно-информационных технологий в сельском хозяйстве поделился с читателями журнала «Вестник ГЛОНАСС» с кругом решаемых проблем при обработке массивов картографических данных. Таким образом, выяснилось, что все используют данные в различных системах координат, но пытаются укладывать их на одну картографическую основу и, соответственно, получают нестыковки и ошибки. Всё это приводит к тому, что используемые данные из Роскадастра, из Центров химизации и от высокоточных источников (данные дистанционного зондирования Земли, данные с беспилотников и высокоточных навигационных или геодезических приборов) не состыковываются друг с другом и только вводят в заблуждение сельхозтоваропроизводителей и собственников сельхозземель. И это также отражается на отношениях со смежными землепользователями.