8.2. Ослабление ошибок в дифференциальном методе


Основные виды GPS/ГЛОНАСС измерений состоят из оценок расстояний до спутников по фазе кода или фазе несущей, искаженных систематическими и случайными ошибками. Главный источник систематических ошибок (смещений) - это неизвестная поправка часов приемника относительно системного времени.

Другими ошибками являются:

Измерения фазы несущей создают дополнительные сложности из-за целых неоднозначностей. Однако ошибки из-за многопутности и шума приемника для фазовых измерений примерно на два порядка меньше, чем для кодовых измерений.

Поскольку основная идея дифференциального метода заключается в использовании свойств ошибок, связанных с часами спутника, эфемеридами и распространением сигнала в атмосфере, то целесообразно рассмотреть особенности их пространственно-временных изменений.

Ошибки часов спутника. Ошибка моделирования часов сравнительно небольшая (s ~ 7 нс и даже менее) и изменяется медленно за часы, зависимость от расстояния между базовым и мобильным приемниками почти отсутствует.

Ошибка эфемерид спутника sE - это другая малая ошибка (~2 м и менее для спутников GPS), которая медленно изменяется в течение минут. При этом опасен только компонент вектора ошибки, лежащий вдоль топоцентрического радиуса-вектора. Поэтому остаточная ошибка после дифференциальной коррекции зависит от угла между линиями визирования на спутник от пользователя и опорной станции. Спутники находятся на высоте более 20 000 км от поверхности Земли, и угловое расстояние при спутнике между линиями визирования на две точки на Земле, отстоящих, например, на 100 км, будет 0.3°. Предельная остаточная ошибка в расстоянии до спутника может быть представлена как (Антонович, 2006)

(8.1)
где r - расстояние до спутника; D - расстояние между приемниками. При D=100 км и sE=10 м нескомпенсированная ошибка в расстоянии будет меньше 5 см.