Визначення відстані від приймача до супутника

( Кас'янов О.В., "Детально про GPS" )

Визначення відстаней в GPS-приймачах здійснюється двома способами: по запізненню С/А та Р-кодових послідовностей прийнятих сигналів порівняно з послідовностями, сформованими приймачем, або по зміщенню фази прийнятого сигналу відносно опорного сигналу внутрішнього генератора. Популярні та широко поширені gps-навігатори та датчики для моніторингу транспортних засобів визначають відстань, шляхом обробки кодових послідовностей. Цей спосіб визначення відстані і будемо розглядати далі.

Прийнята з супутника кодова послідовність з М символів довжиною Т, запізнюється по відношенню до сформованої генератором приймача на час τ, потрібний на подолання відстані від супутника до приймача. За час τ генератор приймача формує ціле число N послідовностей довжиною Т та частину цієї послідовності, що складається з m цілих та долі ф тактів довжиною   . Таким чином:

,

а псевдовідстань:

  .

Для визначення τ приймач затримує послідовності, що формуються, досягаючи максимальної їх кореляції з прийнятими з супутника послідовностями, при цьому m та ф визначаються однозначно (Для С/А-коду  ≈ 1 мкс). Затримка сигналу становить 65-85 мс, а Т≈1 мс (для С/А-коду), тому для однозначного визначення N потрібно визначити по апріорним координатам приймача приблизну відстань до супутника. При цьому достатньо знати приблизну відстань з точністю до 100 км.

Внаслідок асинхронності генераторів та затримки сигналу на шляху, визначеної зовнішніми факторами, псевдовідстань становить:

,

де R – геометрична відстань,   – затримка розповсюдження сигналу на шляху і-й супутник-приймач визначена зовнішніми факторами;   – зміщення часових шкал приймача та і-го супутника відносно часової шкали системного часу; с – швидкість розповсюдження радіохвиль.

Відповідно кодова псевдовідстань становить:

,

де X,Y,Z – невідомі координати об’єкта;  – координати і-го супутника;   – затримка розповсюдження сигналу на шляху і-й супутник-приймач;  – зміщення часових шкал приймача та і-го супутника відносно часової шкали системного часу; с – швидкість розповсюдження радіохвиль.

Глобальні навігаційні системи

Детально про GPS
	Структура системи та загальні принципи функціонування
	Сигнали GPS - супутників
	Навігаційне повідомлення супутника
	Визначення відстані до супутника
	Розрахунок поправок у відстані
	Розрахунок координат супутника
	Визначення наближеного положення приймача
	Розрахунок положення GPS-приймача
	Визначення положення GPS-приймача в диференційному режимі