ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ПОДСИСТЕМЫ ГЛОНАСС/GPS С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛА ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ПОПРАВКИ

Аннотация

В работе рассматриваются проблемы построения высокоэффективной, с технической и экономической точки зрения, региональной системы контроля и управления локальной дифференциальной подсистемой глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС/GPS, обеспечивающей контроль целостности как самой спутниковой навигационной системы, так и ее дифференциальной подсистемы, а также оповещение потребителей обо всех нештатных ситуациях. Предложена оптимальная структура системы контроля и управления дифференциальной подсистемой на внутренних водных путях России, использующей контрольно-корректирующие станции средневолнового диапазона частот, включающая в себя региональный центр контроля и управления, сеть удаленных контрольно-управляющих станций и сеть удаленных пунктов контроля, обеспечивающих контроль целостности дифференциальной подсистемы с требуемой дискретностью по времени. Установлено, что необходимость в разветвленной сети удаленных пунктов контроля обусловлена сильным влиянием подстилающей поверхности на распространение радиоволн средневолнового диапазона, а также наличием значительных индустриальных помех и взаимных помех от соседних контрольно-корректирующих станций. Предложены варианты построения информационной сети для обмена данными между звеньями рассматриваемой системы. Разработан новый метод контроля качества сигнала дифференциальной поправки, основанный на математической обработке параметров сигнала, приводящий к существенному упрощению аппаратуры удаленных пунктов контроля и, как следствие, к существенному повышению экономической эффективности внедрения системы. Одним из критериев оценки качества выбрано соответствие вероятности ошибки поэлементного приема цифрового сигнала сообщения дифференциальной поправки допустимой вероятности ошибки. Представлено выражение для вероятности ошибки при некогерентном приеме в условиях воздействия флуктуационного шума, а также сосредоточенных помех. Получен алгоритм расчета вероятности ошибки, включающий в себя определение энергетики сигнала и сосредоточенной помехи в точке приема и коэффициента взаимного различия сигнала и помех. Приведена структурная схема и состав аппаратуры, реализующей данный алгоритм.

Ключевые слова

дифференциальная подсистема, контрольно-корректирующая станция, удаленный пункт контроля, дифференциальная поправка, контроль целостности, вероятность ошибки, взаимные помехи, коэффициент взаимного различия, энергетика помехи, критерии качества сигнала

Читать полный текст статьи:  PDF

Список литературы

Вагущенко Л. Л. Современные информационные технологии в судовождении / Л. Л. Вагущенко. - Одесса: ОНМА, 2013. - 135 с.
Каретников В. В. Использование речной дифференциальной подсистемы ГЛОНАСС/GPS на внутренних водных путях Российской Федерации при проведении путевых работ / В. В. Каретников, Р. В. Волков, Г. В. Киселевич // Вестник Государственного университета морского и речного транспорта имени адмирала С. О. Макарова. - 2015. - № 3 (31). - С. 63-68.
Каретников В. В. Топология дифференциальных полей и дальность действия контрольно-корректирующих станций высокоточного местоопределения на внутренний водных путях / В. В. Каретников, А. А. Сикарев. - СПб.: Изд-во СПГУВК, 2008. - 352 с.
RTSM Recommended Standards for Differential GNSS Service, Future Version 2.2, RTSM Paper 88-97 / SC 104-156, July 15, 1977.
ГОСТ Р 56055. Глобальная навигационная спутниковая система. Морская дифференциальная подсистема. Проектирование контрольно-корректирующих станций. Общие требования. - М: Стандартинформ, 2015. - 18 с.
Шахнов С. Ф. Расчет функции ослабления поля контрольно-корректирующих станций с учетом влияния подстилающей поверхности / С. Ф Шахнов // Вестник Государственного университета морского и речного транспорта имени адмирала С. О. Макарова. - 2015. - № 1 (29). - С. 116-123.
Шахнов С. Ф. Виды индустриальных помех и их влияние на радиолинии дифференциальных подсистем речных АСУ движением судов / С. Ф. Шахнов // Информатизация и связь. - 2015. - № 1. - С. 33-36.
Шахнов С. Ф. К расчету помехозащищенности радиоканалов речной локальной дифференциальной подсистемы при использовании детерминированных сигналов и взаимных помех / С. Ф. Шахнов // Вестник Государственного университета морского и речного транспорта имени адмирала С. О. Макарова. - 2014. - № 6 (28). - С. 24-30.
Каретников В. В. Построение системы управления и контроля высокоточным дифференциальным полем ГНСС ГЛОНАСС на Северном морском пути / В. В. Каретников, И. В. Пащенко, А. И. Соколов // Вестник Государственного университета морского и речного транспорта имени адмирала С. О. Макарова. - 2015. - № 6 (34). - С. 166-172.
Квейд Э. Анализ сложных систем: пер. с англ. / Э. Квейд. - М.: Сов. радио, 1979. - 519 с.
Курносов В. И. Методология проектных исследований и управления качеством сложных технических систем электросвязи / В. И. Курносов, A. M. Лихачев. - СПб.: Тирекс, 1999. - 496 с.
Месарович М. Общая теория систем: математические основы / М. Месарович, Я. Такахара; пер. с англ. Э. Л. Наппельбаума; под ред. В. С. Емельянова. - М.: Мир, 1978. - 312 с.
Шахнов С. Ф. Помехозащищенность и устойчивость радиолиний речных дифференциальных подсистем ГНСС ГЛОНАСС/GPS: монография / С. Ф. Шахнов. - СПб.: ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого», 2015. - 170 с.
Сикарев И. А. Методология расчета помехозащищенности радиоканалов речной локальной дифференциальной подсистемы ГЛОНАСС/GPS / И. А. Сикарев, С. Ф. Шахнов, Г. В. Киселевич // Проблемы информационной безопасности. Компьютерные системы. - 2015. - № 1. - С. 88-93.

Об авторах

Шахнов Сергей Федорович - доктор технических наук, профессор

sfshah@yandex.ru. kaf_svvp@gumrf.ru

ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»

Агеева Александра Анатольевна - специалист по НТИ

ageevaalexandra.gumrf@gmail.com

ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»