Введение в современные спутниковые радионавигационные системы. Часть 1: общие принципы, современное состояние, перспективы развития. Насыров И.А. - 18 стр.

                                                                           35     36
       В СРНС второго поколения, управляемых с ограниченных территорий,             математическим приближением к естественной форме геоида, как это показано на
необходимость прогнозирования БШВ и ее ухода обусловлена тем, что                 рис. 14.
непосредственная коррекция БШВ может производиться только эпизодически. Кроме             В СРНС второго поколения
внутрисистемной синхронизации КИК обеспечивает привязку и (или) определение       используются          геоцентрические
ухода СШВ относительно UTC.                                                       подвижные системы координат, как
                                                                                  это показано на рис. 15. Центр этой
Синхронизация шкалы времени потребителя. Нахождение потребителем                  системы координат расположен в
бортового времени НКА и соответственно системного времени СРНС осуществляется     центре масс Земли. Ось OZ направлена
с помощью навигационных сигналов, принятых от НКА. При этом может быть            вдоль оси вращения Земли в сторону
реализовано несколько способов синхронизации шкалы времени потребителя,           Северного полюса PN. Ось OX лежит в
отличающихся     точностью:    расчет   поправки    потребителя   на   основе     плоскости Земного экватора и связана
псевдодальномерных измерений; использование меток времени, передаваемых в         с Гринвичским меридианом G.
навигационном сигнале: применение дальномерных кодов, передаваемых в              Плоскость OXZ определяет положение
навигационном сигнале НКА.                                                        нуль-пункта принятой системы отсчета
       Первый способ основывается (в первом приближении) на том, что              долгот. Ось OY дополняет систему
информация, полученная потребителем в сигналах НКА, используется как для          координат до правой.
расчета текущего ухода БШВ относительно СШВ, так и для привязки ШВП к СШВ                 Ось OX в процессе суточного
при нахождении поправки к ШВП (временной координаты потребителя t’). Этот                                                  Рис. 15. Геоцентрическая подвижная
                                                                                  вращения периодически проходит
способ широко распространен и обеспечивает точность измерений не хуже 1 мкс.                                                        система координат
                                                                                  точку      весеннего    равноденствия.
Второй способ основывается на том, что данные о текущем спутниковом времени       Интервал времени между двумя такими последовательными моментами
(метки времени НКА) и о прогнозе ухода БШВ в опорные моменты времени              соответствует одним звездным суткам.
относительно СШВ передаются потребителям в навигационном сообщении. Точность              В геоцентрической подвижной системе координат формируется информация о
привязки ШВП в этом случае определяется ошибкой определения дальности от НКА      движении спутников, которая передается в навигационном сообщении потребителю.
до потребителя. Третий способ аналогичен предыдущему и отличается в основном      В этой же системе координат на этапе вторичной обработки информации в
видом информации, используемой в сигнале НКА.                                     аппаратуре потребителя рассчитываются координаты самого потребителя.
                                                                                          Однако потребителя в большей
5. Опорные системы координат                                                      степени интересуют такие координаты,
Формы и размеры Земли могут быть описаны                                          как высота, широта и долгота, которые
двумя способами. Один способ - описание                                           относятся к геодезической системе
видимой физической поверхности, включая                                           координат. Геодезические координаты
поверхности морей и океанов, равнины,                                             точки связаны с математической
склоны холмов и горы. Второй способ - это                                         моделью Земли в виде эллипсоида
измерение силы тяжести. Эти два подхода                                           (рис. 16) с большой полуосью а,
объединяются, когда мы говорим, что высота                                        лежащей в экваториальной плоскости,
Эвереста составляет 8848 метров над                                               и малой полуосью b. Геодезическая
средним уровнем моря.                                                             широта В точки П определяется как
       Геоид – это уровненная поверхность                                         угол между нормалью к поверхности
потенциала силы тяжести, совпадающая с                                            эллипсоида и плоскостью экватора.
точностью около 1 метра с уровнем                                                 Геодезическая долгота L точки П                    Рис. 16. Земной эллипсоид
Мирового океана в спокойном состоянии.                                            определяется      как   угол    между
Вертикальное положение объекта на земной                   Рис. 14
                                                                                  плоскостью начального меридиана и плоскостью меридиана, проходящего через
поверхности можно определить, измерив                                             точку П (положительное направление счета долгот – от Гринвичского меридиана к
значение силы тяжести в данной точке и сравнив его со значением силы тяжести на   востоку). Геодезическая высота Н определяется как расстояние по нормали от
среднем уровне моря. К сожалению, геоид - это сложная поверхность, которая не     поверхности эллипсоида до точки П.
может быть точно описана замкнутой математической формулой.                               Найденные     в    ходе   навигационных     определений     прямоугольные
       Математические модели могут быть близки к описываемой поверхности, но      геоцентрические координаты {x, y, z} потребителя должны быть преобразованы в
не являются её копиями. Если Земля была бы полностью жидкой, то при вращении      геодезические координаты {B, L, H}. Указанные координаты связаны
она имела бы форму эллипсоида. Поэтому эллипсоид является хорошим                 соотношениями: