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
15.09.2025
Соединить миллиарды транзисторов в интегральную схему на современном уровне технологий достаточно просто. Соединить даже два кубита так, чтобы изменение квантового состояния одного влияло на состояние другого, – нетривиальная задача. Такое соединение кубитов называется запутанностью. Впрочем, некоторые российские физики предпочитают термин «перепутанность».
12.09.2025
В настоящее время активно идет процесс цифровизации, который включает внедрение Интернета вещей (IoT), автоматизацию и дистанционное управление. Этот переход обусловлен необходимостью устранения разрозненности, обеспечения взаимодействия и актуализации используемых данных.
09.09.2025
В России разрабатывается новый среднеширотный нагревный стенд, который будет использовать мощное излучение для модификации ионосферы Земли. Это может привести к созданию искусственного полярного сияния. Речь идёт об установке Национального гелиогеофизического комплекса РАН (НГК РАН), которую строят в Иркутской области.
03.09.2025
В России появился Центр коллективного пользования, специализирующийся на навигационных технологиях. Центр создан для разработки и тестирования стратегических высокоточных систем, обеспечивающих координатно-временное обеспечение страны.
«Центр высокоточной навигации, позиционирования и систем сбора пространственных данных» открыт на базе Московского государственного университета геодезии и картографии (МИИГАиК).

СТАТЬИ ГЛОНАСС

Киберугрозы как реальность сегодняшнего дня
В 2024 году в нашей стране было зарегистрировано более 765 тысяч правонарушений, совершённых с применением информационно-телекоммуникационных технологий, что составляет приблизительно 40% от общего объёма преступлений. Такие данные приводит новостной сайт Центра международной торговли со ссылкой на МВД РФ. В этом году их будет зарегистрировано ещё больше – можно ни разу не сомневаться. Цифровизация проникла во все сферы деятельности, сделав нашу жизнь продвинутой и комфортной – мы привыкли мгновенно оплачивать всё что хочешь через банковские приложения, управлять бизнесом в облаке, общаться в социальных сетях и одним кликом скупать содержимое маркетплейсов. Увы – вслед за этими удобствами идут массовые утечки персональных данных, промышленный шпионаж, репутационные риски, угрозы национальной безопасности и пр. Это не только экономические потери, но и серьёзные вызовы для государственного суверенитета и общественного доверия к цифровым системам.