РусскийEnglish

 

home

Украина, 20700,
Черкасская обл.,
г. Смела, ул. Мазура, 24

fax

(04733) 443-54

phone

(04733) 402-46

email

Главная Публикации Мониторинг СНС на предприятии «Навис-Украина»
Мониторинг СНС на предприятии «Навис-Украина»

The given work describes monitoring process organization for satellite navigation systems at the enterprise. It consists main tasks and aims, organizational framework and department's technique.

Предприятие ООО «Навис-Украина» совместно с ГП «Оризон-Навигация» в течение многих лет занимается разработкой и производством аппаратуры потребителей спутниковых навигационных систем GPS, ГЛОНАСС, SBAS. Сейчас ведутся работы и по системе Galileo. Достаточно часто как у разработчиков, так и у производства возникает необходимость знать текущее состояние СНС. Информации от других предприятий, занимающихся мониторингом, иногда бывает недостаточно, а проверить работу приборов в каких-либо нештатных ситуациях по этим данным невозможно.

В связи с этим возникла необходимость создания своего подразделения мониторинга на предприятии. Основные цели этого подразделения следующие:

  • получение оперативной информации о состоянии СНС GPS и ГЛОНАСС;
  • непрерывный набор «сырых» измерений для обнаружения нештатных ситуаций;
  • ведение архива данных на глубину 4...6 месяцев;
  • предоставление информации разработчикам и производству о выявленных нарушениях в работе систем;
  • предоставление данных о состоянии систем при возникновении вопросов у потребителей;
  • отработка аппаратуры;
  • сравнение аппаратуры различного назначения, а также производства разных фирм.

В настоящее время созданы рабочие места, укомплектованы оборудованием, разработаны методики и инструменты для ведения работ, как в реальном времени, так и в режиме послесеансной обработки. Для проведения работ используется аппаратура, разработанная и производимая на предприятии.
Упрощенная схема рабочих мест представлена на рисунке:

sostav_rm
Состав рабочих мест

Для размещения антенн была оборудована антенная площадка с фиксированными местами установки антенн. «Привязка» антенн осуществлялась по длительным сериям наблюдений. Мы оцениваем погрешность координат антенны на уровне 5...10 см. Относительные координаты определены с точностью до 2...4 мм по фазовым измерениям.

antenna1       antenna2
Размещение антенн

Как видно из рисунка, антенны расположены на максимально открытой площадке с минимальным количеством отражающих конструкций. Кроме того, есть дополнительные элементы антенн, защищающие от многолучевости.

В самих приборах используются различные настройки ПО, позволяющие получать данные с отказавших спутников в нештатных ситуациях (путем отключения RAIM-контроля), а также основное рабочее ПО приборов, фиксирующее факт обнаружения отказов. Все приборы работают по сигналам GPS, ГЛОНАСС и SBAS. При этом часть приборов использует частоты L1 и L2 ГЛОНАСС. Для GPS используется С/А код на L1.

Со всех приборов ведется постоянное накопление «сырых» данных. В процессе накопления ведется контроль и сигнализация при обнаружении отказов. Это позволяет оперативно оповещать службы предприятия, использующие реальные сигналы, о выявленных проблемах. Например, производство при проведении приемо-сдаточных испытаний, лабораторию испытаний, разработчиков и др.

norm_rabota                 obnaruzhen_otkaz
 Нормальная работа
Обнаружен отказ на КА 13 ГЛОНАСС
Пример работы программы накопления данных

Файлы «сырых» измерений позволяют провести анализ работы приборов, выявить источники проблем, проверить работу алгоритмов контроля, повторить и смоделировать ситуацию с введением дополнительных условий и др. Можно смоделировать работу приборов по отдельным системам или с использованием данных SBAS. Есть возможность получить RINEX-файлы для последующих работ.

Эти работы выполняются в режиме послесеансной обработки. Более простое моделирование и «прогон» (по отдельным системам, SBAS, получение RINEX-файлов) проводятся прямо на участке. При выявлении серьезных проблем набранные файлы передаются разработчикам ПО для детального анализа, выявлении проблем и коррекции ПО.

Таким образом, ведется не только контроль состояния группировок СНС, но и проверяется работа нашей аппаратуры в нештатных ситуациях.
Ниже приведены примеры обработки набранных данных для различных систем.

gnss       gps
GNSS                                                   GPS

glonass
ГЛОНАСС
Результаты обработки данных по разным системам

Из приведенных примеров видно, что точности по системе ГЛОНАСС хуже. Это объясняется в первую очередь ограниченностью группировки. Тем не менее, видно, что уже сегодня большую часть времени можно получать устойчивое решение по ГЛОНАСС, хотя и с большими погрешностями. При использовании двух систем уже заметен вклад системы ГЛОНАСС в повышение точности. Приведенные данные набраны на открытой площадке. В условиях городской застройки и других ограничений видимости спутников этот вклад существенно возрастает. Хотелось бы отметить, что сегодня есть положительные тенденции к наращиванию группировки и улучшению качества её работы.

Ниже приведен еще один пример. Здесь показаны автономные решения по системе GPS и с использованием данных SBAS. Сейчас система SBAS работает в тестовом режиме. К тому же ионосферная модель для территории Украины не передается. По этим причинам полностью оценить точности при работе с SBAS пока достаточно сложно.

gps2       gps_sbas
GPS                                                 GPS+SBAS
Результаты работы в автономном режиме GPS и с SBAS

Кроме «сырых» измерений есть возможность накапливать результаты работы по протоколу NMEA. Это позволяет проводить сравнение различных типов аппаратуры, как нашей разработки, так и производства других фирм.

По 3-х летнему опыту работы участка мониторинга можно сделать некоторые выводы:

  • в условиях максимальной радиовидимости и защиты антенн от многолучевости точность определения координат достаточно высока;
  • для систем GNSS и GPS СКО определения координат составляет 1.0...1.5 м и высоты 1.3...2.0 м. Для системы ГЛОНАСС, учитывая ограниченность её группировки, эти цифры хуже. Тем не менее, уже сегодня большую часть времени можно получать устойчивое решение по ГЛОНАСС, хотя и с худшей точностью. Хотелось бы отметить, что сегодня есть положительные тенденции к наращиванию группировки и улучшению качества её работы;
  • использование режима SBAS на территории центральной Украины пока не дает видимых преимуществ. Это может быть обусловлено тестовым режимом работы системы, а также отсутствием данных для территории Украины при формировании ионосферной модели и поправок системой EGNOS;
  • в системе ГЛОНАСС наблюдались случаи нештатной работы спутников, которые не фиксировались службами мониторинга, доступных в Internet, но вызывали нарушение данных и фиксировались встроенными алгоритмами контроля целостности (RAIM) нашей аппаратуры. В основном это связано с нарушением данных о времени, а так же нарушением передачи эфемеридной информации и данных альманаха спутников;
  • получаемые данные о работе системы, а так же наборы измерений, набранные у нас, могут быть предоставлены потребителям для анализа нештатных ситуаций или получения высокоточных решений. Например, в формате RINEX. Подобный опыт у нас есть с рядом предприятий Украины и России.