Китайские учёные предложили новый метод мониторинга целостности ГНСС

Мониторинг целостности глобальных навигационных спутниковых систем основан на непрерывном глобальном наблюдении за спутниковыми сигналами. В то время как наземные сети мониторинга ограничены географическим охватом и политическими границами, низкоорбитальные (НОО) группировки спутников предлагают многообещающую космическую альтернативу благодаря своему глобальному распределению и динамическим характеристикам.

Текущие оценки производительности спутниковых группировок часто основаны на реальных или смоделированных эфемеридах. Хотя геометрическая и вероятностная модель (GAPM) может оценить охват Земли без таких данных, она не может моделировать «обратный охват» низкоорбитальных спутников, осуществляющих мониторинг высотных ГНСС-спутников.

Для решения этой проблемы китайские учёные предлагают модель LEO GAPM, которая явно моделирует этот «обратный охват», вводя концепцию относительного наклона и переформулируя функцию вероятности наблюдения. Эта модель оценивает ключевые показатели производительности, такие как кратность охвата мониторинга и снижение точности геометрии спутника (SGDOP), используя лишь небольшой набор орбитальных параметров.

Эксперименты по валидации показывают, что средняя разница в оценке степени покрытия между методами LEO-GAPM и орбитального распространения составляет менее 0,14, а коэффициент недооценки SGDOP колеблется от 5% до 13%. Модель была дополнительно использована для анализа двух репрезентативных низкоорбитальных спутниковых группировок (Iridium NEXT и CENTISPACE) для мониторинга BDS-3, оценивая, как изменяется возможность покрытия в зависимости от количества низкоорбитальных спутников. Этот анализ демонстрирует, что конфигурация группировки, наклон орбиты и количество спутников являются ключевыми факторами, определяющими эффективность мониторинга.

Как сообщается в статье, опубликованной в журнале Measurement Science and Technology, в исследовании количественно определено количество спутников, необходимых для достижения средней степени покрытия – от 3 до 10. В целом, исследование предоставляет вычислительно эффективный инструмент для предварительного проектирования и распределения ресурсов в космических системах мониторинга ГНСС.

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

По материалам открытых источников