Технологии

Способы минимизации ошибок в расчётах по ГНСС

12 Августа 2021
Способы минимизации ошибок в расчётах по ГНСС

Глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС) стали важной частью повседневной жизни. Они используются  для таких вещей, как навигация, топографическая съёмка и картографирование, и это лишь малая часть. Хотя геодезические приложения ГНСС невероятно мощны, они сталкиваются с ограничениями из-за неизвестных в их расчётах. Один из важных факторов, способствующих возникновению этих ошибок, – задержка в тропосфере, которая добавляет неопределённости расчётам местоположения из-за переменной задержки сигнала, проходящего от спутника к приёмнику.

Частично задержка в тропосфере вызвана присутствующими в тропосфере газами (азот, кислород, аргон и т.д.) и может изменяться в зависимости от температуры и атмосферного давления. Это называется гидростатическая задержка. Другой компонент задержки связан с водяным паром и конденсированной водой, которая содержится в облаках, что делает её весьма зависимой от погодных условий.

В недавнем выпуске GPS Solutions опубликовано исследование, проведённое Ханг Су из Университета Китайской академии наук. В нём изучалось влияние атмосферного давления и гидростатической задержки на геодезические приложения, поддерживаемые ГНСС. Поскольку точность рассчитанной гидростатической задержки в значительной степени зависит от изменений атмосферного давления, эта переменная является ключевым измерением для точного определения общей задержки в тропосфере. Для этого исследовательская группа изучила данные за 17 лет о местоположении 320 станций ГНСС с целью уточнения задержки, вызванной гидростатической задержкой.

Используя данные Европейского центра повторного анализа среднесрочных прогнозов погоды (ERA5), набора данных с почасовыми оценками погодных переменных, команда Ханг Су рассчитала атмосферное давление на высотах 320 станций ГНСС. Хотя атмосферное давление можно напрямую измерить некоторыми приборами, трудно получить точные результаты в глобальном масштабе с помощью отдельного прибора. Чтобы смягчить это, в 1948 году был разработан стандартный метод расчёта давления, который широко используется сегодня.

Однако этот стандартный метод может дать большую погрешность в расчётах атмосферного давления и гидростатической задержки, если станция ГНСС находится на большей высоте. Исследовательская группа стремилась оптимизировать этот стандартный метод, включив в уравнение не только высоту, но и широту, и температуру. Поскольку стандартный метод учитывает только высоту, это действительно усложняет процесс, но с этой оптимизацией они предложили пересмотренную модель атмосферного давления, основанную на 17-летних данных по ГНСС.

Эти модифицированные модели могут предоставить более точный метод определения локального и глобального атмосферного давления, тем самым уменьшая ошибки гидростатической задержки. Когда они протестировали свои улучшенные модели, они сообщили об улучшении расчётов давления примерно на 50%. Повышение точности определения местоположения может быть особенно полезно в геодезии, где мы должны понимать, как земная кора движется и деформируется с течением времени, а также понимать опасность землетрясений. Работа, которая уменьшает неопределённость, также открыла нам новые двери. Теперь станции используются в том числе и для измерения водяного пара в атмосфере на основе задержки в тропосфере. Улучшенный расчёт компонентов этой задержки также может помочь в этих измерениях.


Подписывайтесь на журнал «Вестник ГЛОНАСС» и навигационный канал на TamTam

Источник: По материалам UNAVCO Inc.
Короткая ссылка:  vestnik-glonass.ru/~4FrJ6
25.06.2026
Учёные из НИУ МИЭТ разработали новое облегчённое покрытие для защиты электроники спутников от радиации. По их мнению, это позволит вдвое продлить срок службы малых спутников связи, работающих на низких орбитах. Результаты исследования опубликованы в журнале «Моделирование систем и процессов».
24.06.2026
Государственное предприятие «Космическая связь» (ГП КС) и петербургский Специальный технологический центр (СТЦ) успешно осуществили передачу данных между космическими аппаратами, находящимися на разных орбитах. Этот эксперимент, как отметили в пресс-службе ГП КС, кардинально изменит подход к использованию малых спутников.
22.06.2026
Создан прототип интеллектуальной системы, способной восстанавливать утраченные данные о местоположении спутников и других автономных космических аппаратов, сообщает сайт Московского авиационного института.
19.06.2026
Город будущего должен быть не только технологичным, но и человекоцентричным. Каждая технология и инженерное решение должны способствовать созданию комфортной городской среды, где технология служит человеку.

СТАТЬИ ГЛОНАСС