Стохастическая оценка эфемерид навигационных спутников на возмущенных орбитах

Автор(и)

  • Сергей Викторович Соколов Ростовский государственный университет путей сообщения, Russian Federation https://orcid.org/0000-0002-5246-841X
  • Владислав Валерьевич Каменский Ростовский государственный университет путей сообщения, Russian Federation https://orcid.org/0000-0002-0704-8686
  • Сергей Михайлович Ковалев Ростовский государственный университет путей сообщения, Russian Federation https://orcid.org/0000-0001-7103-4820

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347018080034

Ключові слова:

навигационные параметры, возмущенные ортодромические орбиты, погрешности межспутниковых измерений, стохастическая оценка эфемерид

Анотація

Одним из основных факторов, определяющих точность спутниковой навигации, являются ошибки эфемерид навигационных спутников. Для повышения точности определения эфемерид современные спутники оснащаются аппаратурой межспутниковых измерений, но при этом в тракте приема–передачи данных измерений неизбежно присутствуют случайные помехи, влияние которых необходимо минимизировать. С этой целью стохастическую оценку эфемерид навигационных спутников, движущихся по возмущенным орбитам, предлагается осуществлять в виде процедуры параметрической оптимизации на основе минимизации аддитивной совокупности двух функционалов, оптимизация первого из которых обеспечивает минимум неопределенности оценки эфемерид, а минимизация второго — минимум нормы вектора вариаций параметров орбит на текущем интервале времени. Для иллюстрации эффективности предложенного подхода проведено численное моделирование оценки эфемерид спутниковой группировки при соответствующих траекторных возмущениях. Результаты моделирования иллюстрируют возможность определения эфемерид навигационных спутников на основе рассмотренного подхода, использующего зашумленные межспутниковые измерения, с точностью до единиц метров.

Посилання

Перов, А. И.; Харисов, В. Н.; и др. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования. Под ред. А. И. Перова, В. Н. Харисова. 4-е изд. М.: Радиотехника, 2010. 800 с. URI: http://www.radiotec.ru/book/137.

Fateev, A.; Vassilyev, A.; Somov, S. “Attitude guidance and control of the navigation satellites at passage of singular orbit sites,” AIP Conf. Proc., Vol. 1798, No. 1, P. 020149, 2017. DOI: https://doi.org/10.1063/1.4972741.

Акимов, Е. В.; Козорез, Д. А.; Красильщиков, М. Н.; Кружков, Д. М. “Повышение автономности функционирования космических систем связи и навигации на основе использования информационных ГНСС-технологий,” Вестник компьютерных и информационных технологий, № 8, С. 9–18, 2017. DOI: http://doi.org/10.14489/vkit.2017.08.pp.009-018.

Kuznetsov, V. I.; Danilova, T. V. “Multifunctional astronomical self-organizing system of autonomous navigation and orientation for artificial Earth satellites,” Cosmic Research, Vol. 55, No. 2, P. 142-158, 2017. DOI: https://doi.org/10.1134/S0010952517020046.

Ступак, Г. Г.; Ревнивых, С. Г.; Игнатович, Е. И.; Куршин, В. В.; Бетанов, В. В.; Панов, С. С.; Бондарев, Н. З.; Чеботарев, В. Е.; Балашова, Н. Н.; Сердюков, А. И.; Синцова, Л. Н. “Выбор структуры орбитальной группировки перспективной системы ГЛОНАСС,” Исследования наукограда, Т. 6, № 3–4, С. 4–11, 2013. URL: http://www.journal-niss.ru/archive_view.php?num=44.

Шаргородский, В. Д.; Косенко, В. Е.; Садовников, М. А.; Чубыкин, А. А.; Мокляк, В. И. “Роль лазерных средств в обеспечении точности системы ГЛОНАСС,” Исследования наукограда, Т. 6, № 3–4, С. 17–23, 2013. URL: http://www.journal-niss.ru/archive_view.php?num=47.

Hryshchuk, R.; Zavada, A. “Earth remote sensing satellite navigation based on optical trajectory measurements,” Recent Advances in Systems, Control and Information Technology, SCIT 2016. Advances in Intelligent Systems and Computing, Vol 543. Springer, Cham, 2017. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-48923-0_54.

Кисленко, К. В.; Суевалов, В. В. “Технология высокоточного определения параметров относительного движения космических аппаратов по данным аппаратуры спутниковой навигации ГЛОНАСС,” Космонавтика и ракетостроение, № 4, С. 158–163, 2017.

Tuttle, R. “Next-gen GPS navigation satellites must keep improving to keep u.s. ahead of attempts at jamming,” Aviation Week & Space Technology, Vol. 158, No. 20, P. 46, 2003.

Yudanin, A. Ya.; Mogilnitskii, B. S.; Tolstikov, A. S. “Improvement in the orbital parameters of GLONASS navigation satellites based on non-interrogatory measurements of pseudodistances,” Meas. Tech., Vol. 52, No. 12, P. 1256-1262, 2009. DOI: https://doi.org/10.1007/s11018-010-9430-0.

Bogdanov, O. N. “Refinement of trajectory parameters for GPS and GLONASS navigation satellites using IGS position data,” Moscow University Mechanics Bulletin, Vol. 64, No. 3, P. 61-63, 2009. DOI: https://doi.org/10.3103/S0027133009030029.

Qian, Y. J.; Jing, W. X.; Gao, C. S. “Autonomous navigation method for multi-satellites mission,” Harbin Gongye Daxue Xuebao, Vol. 42, No. 5, P. 705-709, 2010.

Dugin, N. A.; Nechaeva, M. B.; Antipenko, A. A.; Dement’ev, A. F.; Tikhomirov, Yu. V. “Measurement of antenna parameters by signals from space satellites of the GLONASS and NAVSTAR navigation systems,” Radiophys. Quantum Electronics, Vol. 54, No. 3, P. 159-165, 2011. DOI: https://doi.org/10.1007/s11141-011-9278-4.

Соколов, С. В.; Ковалев, С. М.; Каменский, В. В.; Кучеренко, П. А. “Стохастическая фильтрация данных межспутниковых измерений на ортодромических траекториях,” Известия ВУЗ. Приборостроение, Т. 59, № 4, С. 275–281, 2016. DOI: http://doi.org/10.17586/0021-3454-2016-59-4-275-281.

Соколов, С. В. “Синтез аналитических моделей пространственных траекторий и их применение для решения задач спутниковой навигации,” Прикладная физика и математика, Т. 1, № 2, С. 3–12, 2013. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=22739669.

Соколов, С. В. “Аналитические модели пространственных траекторий для решения задач навигации,” Прикладная математика и механика, Т. 79, № 1, С. 24–30, 2015. URL: http://pmm.ipmnet.ru/ru/Issues.php?y=2015&n=1&p=24.

Чернов, А. А.; Ястребов, В. Д. “Метод оценки возмущений в алгоритмах решения навигационных задач,” Изв. РАН. Космические исследования, Т. 22, № 3, 1984.

Тихонов, В. И.; Харисов, В. Н. Статистический анализ и синтез радиотехнических устройств и систем. М.: Радио и связь, 1991. 608 с.

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-08-29

Як цитувати

Соколов, С. В., Каменский, В. В., & Ковалев, С. М. (2018). Стохастическая оценка эфемерид навигационных спутников на возмущенных орбитах. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 61(8), 452–463. https://doi.org/10.20535/S0021347018080034

Номер

Том 61 № 8 (2018)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.