DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347019100054
Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ по подписке
Конфигурация спутниковых систем при тестировании сервиса TerraStar

Тестирование в Украине сервиса высокоточного позиционирования в статическом и кинематическом режимах

Василий Михайлович Кондратюк, Валерий Викторович Конин, Александр Викторович Куценко, Светлана Ивановна Ильницкая

Аннотация


Представлены результаты экспериментальных исследований сервиса TerraStar, который реализует технологии автономного точного позиционирования PPP (Precise Point Positioning) в реальном времени. Сервис предоставляет высокоскоростные данные к орбитам и часам навигационных спутников GPS, GLONASS, GALILEO, BeiDou, полученные от более 100 наземных станций GNSS. Эти данные совместно с алгоритмами двухчастотного (многосистемного) навигационного приемника NovAtel со встроенной РРР-технологией TerraStar обеспечивают решения для высокоточного (4–40 см) определения координат. Данные передаются в навигационный приемник по радиоканалам геостационарных спутников.

Оценена точность заявленного позиционирования для Украины в сложных радионавигационных условиях (урбанистический каньон, г. Киева и Киевской области), что дополняет ряд существующих исследований точности сервиса TerraStar в разных регионах мира.

Изложена методика проведения экспериментов, содержащая процедуры инициализации, записи и сохранения данных навигационного приемника для последующего сопоставления с эталонной траекторией, сформированной с помощью программного обеспечения (ПО) GrafNav/GrafNet 8.70.

Определено, что точность оценки координат, полученных в постобработке методом РРР с использованием ПО GrafNav/GrafNet 8.70, соизмерима с точностью координат, оцененных приемником NovAtel OEM 719 в реальном времени с использованием информации от TerraStar.

Экспериментально подтверждено, что точность позиционирования в исследуемой области соответствует точности, заявленной провайдерами TerraStar, которая сохраняется в течение 5 мин при отсутствии данных TerraStar.


Ключевые слова


глобальные навигационные спутниковые системы; ГНСС; высокоточное позиционирование; экспериментальные исследования; NovAtel correct PPP; TerraStar; постобработка данных в GrafNav/GrafNet

Полный текст:

PDF

Литература


European GNSS Agency, GNSS Market Report, Issue 5, 2017. URI: https://www.gsa.europa.eu/system/files/reports/gnss_market_report_2017_-_surveying.pdf.

Соколов, С. В.; Каменский, В. В.; Ковалев, С. М. “Стохастическая оценка эфемерид навигационных спутников на возмущенных орбитах,” Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 61, № 8, с. 452–463, 2018. DOI: http://dx.doi.org/10.20535/S0021347018080034.

Мохд, К. Д.; Ачанта, Д. С.; Налам, В. К.; Пант, Т. К. “Сравнение методов оценки TEC при использовании сигналов S1 и L5 спутниковой системы навигации IRNSS,” Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 61, № 7, с. 398–410, 2018. DOI: http://dx.doi.org/10.20535/S0021347018070038.

Kutsenko, O.; Ilnytska, S.; Konin, V. “Investigation of the residual tropospheric error influence on the coordinate determination accuracy in a satellite landing system,” Aviation, Vol. 22, No. 4, p. 156-165, Dec. 2018. DOI: https://doi.org/10.3846/aviation.2018.7082.

Мартынюк, С. Е.; Василенко, Д. А.; Дубровка, Ф. Ф.; Лауш, А. Г. “Микрополосковая антенная решетка для помехоустойчивых спутниковых навигационных систем,” Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 58, № 3, с. 3–15, 2015. DOI: http://dx.doi.org/10.20535/S0021347015030012.

Конин, В. В.; Шишков, Ф. А. “Автономная навигация космических сервисных аппаратов на геостационарной орбите по сигналам ГНСС,” Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 59, № 12, с. 43–49, 2016. DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347016120049.

Gunning, K.; Blanch, J.; Walter, T. “SBAS corrections for PPP integrity with solution separation,” Proc. of 2019 Int. Tech. Meeting of The Institute of Navigation, 28-31 Jan. 2019, Virginia, USA. 2019, pp. 707-719. DOI: https://doi.org/10.33012/2019.16739.

Nie, Z.; Zhou, P.; Liu, F.; Wang, Z.; Gao, Y. “Evaluation of orbit, clock and ionospheric corrections from five currently available SBAS L1 services: Methodology and analysis,” Remote Sensing, Vol. 11, No. 4, p. 411, 2019. DOI: https://doi.org/10.3390/rs11040411.

Kuzmenko, N. S.; Ostroumov, I. V.; Marais, K. “An accuracy and availability estimation of aircraft positioning by navigational aids,” Proc. of 2018 IEEE 5th Int. Conf. on Methods and Systems of Navigation and Motion Control, MSNMC, 16-18 Oct. 2018, Kyiv, Ukraine. IEEE, 2018, pp. 36-41. DOI: https://doi.org/10.1109/MSNMC.2018.8576276.

Ostroumov, I. V.; Kuzmenko, N. S. “Accuracy assessment of aircraft positioning by multiple radio navigational aids,” Telecommun. Radio Engineering, Vol. 77, No. 8, p. 705-715, 2018. DOI: https://doi.org/10.1615/telecomradeng.v77.i8.40.

Kharchenko, V.; Mukhina, M. “Correlation-extreme visual navigation of unmanned aircraft systems based on speed-up robust features,” Aviation, Vol. 18, No. 2, p. 80-85, 2014. DOI: https://doi.org/10.3846/16487788.2014.926645.

Mukhina, M. P.; Demchenko, D. M. “Analysis of visual correlation-extreme methods of UAV navigation,” 2013 IEEE 2nd Int. Conf. Actual Problems of Unmanned Air Vehicles Developments Proc., APUAVD, 15-17 Oct. 2013, Kyiv, Ukraine. IEEE, 2013, pp. 213-216. DOI: https://doi.org/10.1109/APUAVD.2013.6705329.

NovAtel CORRECT with PPP using TerraStar Corrections. APN-061 Rev K., 2019. URI: https://www.novatel.com/assets/Documents/Bulletins/APN061-NovAtelCORRECT-withTerraStar.pdf.

“Precise Positioning with NovAtel CORRECT Including Performance Analysis,” NovAtel White Paper, April 2015. URI: https://www.novatel.com/assets/Documents/Papers/NovAtel-CORRECT-PPP.pdf.

Jokinen, A.; Ellum, C.; Webster, I.; Shanmugam, S.; Sheridan, K. “NovAtel CORRECT with precise point positioning (PPP): Recent developments,” Proc. of 31st Int. Tech. Meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation, ION GNSS + 2018, Sept. 2018, Miami, USA. IEEE, 2018, pp. 1866-1882. DOI: https://doi.org/10.33012/2018.15824.

Zhalilo, A.; Yakovchenko, A. “Development of PPP-method realization for low Earth orbit satellite trajectory determination using on-board GPS-observations,” Eastern-European J. Enterprise Technol., Vol. 5, No. 9, p. 33-40, 2016. DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.81026.

Cai, C.; Gao, Y.; Pan, L.; Zhu, J. “Precise point positioning with quad-constellations: GPS, BeiDou, GLONASS and GALILEO,” Advances Space Res., Vol. 56, No. 1, p. 133-143, 2015. DOI: https://doi.org/10.1016/j.asr.2015.04.001.

Pan, L.; Zhang, X.; Li, X.; Li, X.; Lu, C.; Liu, J.; Wang, Q. “Satellite availability and point positioning accuracy evaluation on a global scale for integration of GPS, GLONASS, BeiDou and GALILEO,” Advances Space Res., Vol. 63, No. 9, p. 2696-2710, 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.asr.2017.07.029.

Guo, J.; Li, X.; Li, Z.; Hu, L.; Yang, G.; Zhao, C.; Fairbairn, D.; Watson, D.; Ge, M. “Multi-GNSS precise point positioning for precision agriculture,” Precision Agriculture, Vol. 19, No. 5, p. 895-911, 2018. DOI: https://doi.org/10.1007/s11119-018-9563-8.

Kazmierski, K. “Performance of absolute real-time multi-GNSS kinematic positioning,” Artificial Satellites, Vol. 53, No. 2, p. 75-88, 2018. DOI: https://doi.org/10.2478/arsa-2018-0007.

Xia, F.; Ye, S.; Xia, P.; Zhao, L.; Jiang, N.; Chen, D.; Hu, G. “Assessing the latest performance of GALILEO-only PPP and the contribution of GALILEO to multi-GNSS PPP,” Advances Space Res., Vol. 63, No. 9, p. 2784-2795, 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.asr.2018.06.008.

Jokinen, A.; Ellum, C.; Webster, I.; Masterson, S.; Morley, T. “NovAtel CORRECT with precise point positioning (PPP) for high accuracy kinematic applications,” Proc. of 28th Int. Tech. Meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation, ION GNSS + 2015, Sept. 2015, Florida, USA. 2015, pp. 1123-1152. URI: https://www.ion.org/publications/abstract.cfm?articleID=12846.

DeSanto, J. B.; Chadwell, C. D.; Sandwell, D. T. “Kinematic post-processing of ship navigation data using precise point positioning,” J. Navigation, Vol. 72, No. 3, p. 795-804, 2019. DOI: https://doi.org/10.1017/S0373463318000887.

Romero-Andrade, R.; Zamora-Maciel, A.; Uriarte-Adriбn, J. D. J.; Pivot, F.; Trejo-Soto, M. E. “Comparative analysis of precise point positioning processing technique with GPS low-cost in different technologies with academic software,” Measurement, Vol. 136, p. 337-344, 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.measurement.2018.12.100.

De Groot, L.; Infante, E.; Jokinen, A.; Kruger, B.; Norman, L. “Precise positioning for automotive with mass market GNSS chipsets,” Proc. of 31st Int. Tech. Meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation, ION GNSS + 2018, Sept. 2018, Miami, USA. 2018, pp. 596-610. DOI: https://doi.org/10.33012/2018.16003.

Laurichesse, D.; Banville, S. “Innovation: Instantaneous centimeter-level multi-frequency precise point positioning,” GPS World J., Vol. 29, No. 4, April 2018. URI: https://www.gpsworld.com/innovation-instantaneous-centimeter-level-multi-frequency-precise-point-positioning/.

Харченко, В. П.; Жалило, А. А.; Кондратюк, В. М.; Конин, В. В.; Куценко, А. В.; Сушко, В. Г.; Шелковенков, Д. А.; Шокало, В. М. “GPS-навигация и геодезическая съемка — результаты экспериментальной верификации технологии OmniSTAR,” Научный вестник ГосНИИ АЭРОНАВИГАЦИЯ, № 7, C. 28–36, 2007. URI: http://er.nau.edu.ua:8080/handle/NAU/25602.

Konin, V. V.; Kutsenko, O. V.; Lukianenko, E. O.; Ilnytska, S. I. “Experimental investigation of multi-GNSS in static mode,” Proc. of 2018 IEEE 5th Int. Conf. on Methods and Systems of Navigation and Motion Control, MSNMC, 16-18 Oct. 2018, Kyiv, Ukraine. IEEE, 2018, pp. 179-182. DOI: https://doi.org/10.1109/MSNMC.2018.8576274.

Kharchenko, V. P.; Kondratyuk, V. M.; Ilnytska, S. I.; Kutsenko, O. V. “Recommendations to UAV navigation system test validation and some practical results,” Proc. of 2014 IEEE 3rd Int. Conf. on Methods and Systems of Navigation and Motion Control, MSNMC, 14-17 Oct. 2014, Kyiv, Ukraine. IEEE, 2014, pp. 31-34. DOI: https://doi.org/10.1109/MSNMC.2014.6979723.

Kutsenko, O. V.; Ilnytska, S. I.; Kondratyuk, V. M.; Konin, V. V. “Unmanned aerial vehicle position determination in GNSS landing system,” Proc. of 2017 IEEE 4th Int. Conf. Actual Problems of Unmanned Aerial Vehicles Developments, APUAVD, 17-19 Oct. 2017, Kyiv, Ukraine. IEEE, 2017, pp. 79-83. DOI: https://doi.org/10.1109/APUAVD.2017.8308781.

TerraStar® Correction Services. URI: https://www.novatel.com/products/terrastar-gnss-corrections/#contentTab1.

Introducing NovAtel Connect™. URI: https://www.novatel.com/assets/documents/papers/introducing_novatel_connect.pdf.

Waypoint products group, A NovAtel Precise Positioning Product, GrafNav/GrafNet, GrafNav Static. User Manual, OM-20000165, Rev. 4, 2018. URI: https://www.novatel.com/assets/Documents/Waypoint/Downloads/GrafNav-GrafNet-User-Manual-870.pdf.

Grewal, M. S.; Weill, L. R.; Andrews, A. P. Global Positioning Systems, Inertial Navigation and Integration. NY: Wiley, 2001. DOI: https://doi.org/10.1002/0471200719.

Булашев, С. В. Статистика для трейдеров. М.: Компания Спутник+, 2003. 245 с.


Метрики статей

Загрузка метрик ...

Metrics powered by PLOS ALM





© Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника, 2004–2019
При копировании активная ссылка на материал обязательна
ISSN 2307-6011 (Online), ISSN 0021-3470 (Print)
т./ф. +38044 204-82-31, 204-90-41
Условия использования сайта