Обзор основных направлений использования GPS-приемников, установленных на борту низкоорбитальных ИСЗ, в различных областях наук о Земле. Например, такие приемники могут использоваться для высокоточного определения орбит ресурсных и альтиметрических ИСЗ; для улучшения глобальных моделей гравитационного поля Земли (в том числе в системах ИСЗ-ИСЗ); для создания и поддержки моделей ионосферы с высоким пространственно-временным разрешением; для совершенствования моделей нейтральной атмосферы (в частности, для получения высотных профилей общей плотности, температуры, давления и влажности), а также во многих других областях. Рассмотрены некоторые перспективные проекты. Затронут вопрос об использовании двухсистемных бортовых приемников GPS+ГЛОНАСС. Библ. 26..

Изучается модель промежуточного движения ИСЗ, новизна которой с аналитической точки зрения заключается в возможности совместного (или комбинированного) учета влияния на рассматриваемое движение возмущений Луны, Солнца, сжатия Земли, светового давления (без учета эффекта тени), а также сопротивления атмосферы. В реальном полете ИСЗ эти факторы одновременно, хотя в различной мере, влияют на его орбиту..

Представлено решение задачи получения несмещенных оценок (BLUE) расстояний ро “ИСЗ-приемник” по двухчастотным GPS-измерениям фаз несущих частот и кодов модуляции. Знание таких оценок является необходимым условием получения положений GPS-приемников на сантиметровом уровне точности в геодезических целях. С другой стороны, смещенность оценок этих расстояний обусловлена двумя факторами: наличием целочисленных фазовых неоднозначностей и задержек сигналов ИСЗ GPS при их прохождении через ионосферу, при этом имеет место сильная корреляция между этими факторами, что затрудняет их разделение при обработке результатов измерений. Искомое решение получено из совместного решения уравнений наблюдений вторых разностей фаз обеих несущих частот и кодовых расстояний...

Навигационные космические аппараты (НКА) ГЛОНАСС – объекты очень сложной формы, поведение которых на орбите не всегда хорошо прогнозируется. К точности их эфемеридного обеспечения предъявляются повышенные требования, поскольку ошибки расчета эфемерид непосредственно влияют на точность определения местоположения потребителя. Все это, в свою очередь, стимулирует построение новых высокоточных теорий движения ИСЗ, в которых приходится учитывать возмущающие факторы все более и более высоких порядков. Немаловажным, а иногда и превалирующим, оказывается световое давление солнечных лучей совместно с отраженной от Земли радиацией. Ошибки моделирования радиационных сил в настоящее время остаются одним из основных факторов, определяющих точность долговременного прогноза движения НКА ГЛОНАСС...

В Институте геодезии и фотограмметрии Университета сельского хозяйства и технологии в Ольштыне (Польша) разработана новая модификация статического GPS-метода определения относительных положений двух концов коротких (от 100 м до нескольких км) баз, основанная на проведении статических наблюдений достаточного количества (4-5) ИСЗ GPS на двух концах A и B базы в течение интервала времени (75-65 мин. соответственно), необходимого для получения сантиметровой точности относительного положения. Определение положения конца B из уравнивания выполняется дважды по наблюдениям на указанном интервале...

Положение 13 контрольных пунктов 1-го класса, определенных мобильной лазерной станцией, оценены из общего анализа наблюдений ИСЗ Ajisai и Lageos по программе, разработанной в Техасском университете. Для уменьшения орбитальных ошибок координаты пунктов определялись из многократного прохождения ИСЗ. Сравнение результатов по наблюдениям ИСЗ Ajisai и Lageos показало, что точность определения пунктов в общей земной геоцентрической системе координат равна 3-4 см. Точность базисных линий между пунктами, определенных мобильной лазерной станцией, и центральным пунктом Симосато составляет ПРИБЛ=2 см. Результаты рекомендованы в качестве исходных для разного рода геодезических работ таких, как сгущение пунктов, развитие местных сетей GPS-методами, оценки высот геоида и др. (Ф. Урманцев).

MDB являются мерой чувствительности результатов определения неизвестных в задаче уравнивания геодезических построений по GPS-измерениям к неслучайным ошибкам измерений, в том числе грубым ошибкам кодовых измерений псевдодальностей, потерям циклов в фазовых измерениях, а также к методическим ошибкам многообразных моделей уравнивания. MDB рассматриваются также как величины, характеризующие внутреннюю надежность определения параметров геодезических построений из уравнивания...

Обычная точность современной двухчастотной фазовой GPS-аппаратуры имеет порядок 5+D*10{-6} мм, где D – длина базовой линии. Можно добиться более высокой точности либо путем применения более точных математических моделей, либо путем приближения методики измерений и обработки к моделям, заложенным в программное обеспечение. Модель движения наблюдателя при базовых линиях более 100 км должна учитывать влияние лунно-солнечных приливов в теле Земли, океанические приливы и другие факторы. При наблюдениях должны учитываться или моделироваться при обработке такие явления, как многолучевость сигналов, положение фазового центра, состояние тропосферы и ионосферы, работа опорного генератора приемника. Приведенные особенности учитывались при построении геодезической сети Новосибирского метрологического полигона...

Для повышения точности привязки удаленных эталонов времени и частоты к первичному государственному эталону с помощью ИСЗ, а также для более точного решения ряда геодезических задач, необходимо обеспечить повышение точности измерения дальности до ИСЗ и расчета координат ИСЗ во время передачи эталонных сигналов. В настоящее время измерение дальности до ИСЗ с помощью лазерного дальномера осуществляют в ночное время, т. е. используют для измерений только треть суток. Это связано со сложностью распознавания слабосветящегося ИСЗ на фоне яркого дневного неба. Используемый сейчас в комплексе с лазерным дальномером телевизионный гид не эффективен при дневных наблюдениях. Координаты ИСЗ днем определяются методами экстраполяции (прогнозирования), точность которых недостаточна...

Разработана аналитическая теория, позволившая улучшить модель уравнений наблюдений расстояний (ро) и относительных радиальных скоростей (ро) двух ИСЗ в системе GRACE, предназначенной, в частности, для выявления тонких эффектов, влияющих на гравитационное поле Земли. Измерения ро и ро очень чувствительны к сигналам, отражающим изменения этого поля от различных факторов, в том числе от перемещений масс на поверхности и в недрах Земли. Супервысокая точность этих измерений (на уровне 1 мкм для ро и 0,1 мкм/с для ро) делает необходимым разработку настолько точной модели наблюдений, что уровень ее методических ошибок не должен противоречить потенциальным возможностям уточнения параметров гравитационного поля по этим наблюдениям. Разработанная теория способствует достижению этой цели. (И. Б.).

При определении положений дифференциальным GPS(DGPS)-методом в условиях работы GPS в режиме SA возникают ошибки поправок в псевдодальности до ИСЗ, измеренные пользователем на определяемом пункте (эти поправки содержатся в сообщениях, передаваемых с опорной DGPS-станции). Указанные ошибки вызываются задержкой времени, прошедшего от момента определения поправок на опорной станции, до момента использования этих поправок на определяемом пункте в процессе определения его положения. Авторами проведен эксперимент, оценивающий эти ошибки...

Фирма Carl Zeiss представляет программу разработки комплекса аппаратно-программных средств для определения положений GPS-методами. Комплекс включает набор оборудования, полностью обеспечивающий реализацию дифференциального GPS (DGPS)-метода, в том числе аппаратуру GePoS RS12 для работы на мобильных станциях, осуществляющую апостериорную обработку DGPS-измерений с помощью компьютерных программ GePoS-GEO, GePoS RD 24 RT для работы на опорных станциях с обработкой измерений в реальном масштабе времени; кроме того, имеются модульные модификации аппаратуры – GePoS RM 24 BASE и GePoS RM 24 ROVER, для применения на станциях соответствующего типа. Все единицы аппаратуры имеют компактную конфигурацию, приемники – 12- или 24-канальные и позволяют проводить измерения в статическом и кинематическом режимах, а также реализовывать любые их комбинации...

GPS, разработанная Министерством обороны США, изначально предназначалась только для военных целей. Для ее обслуживания в настоящее время на постоянных орбитах вокруг Земли на высоте 20231 км находятся 27 ИСЗ. Скорость обращения ИСЗ составляет 5 км/с, а их масса – 850 кг. ИСЗ посылают непрерывно 2 различных сигнала. Приемники на Земле, принимающие эти сигналы и обрабатывающие их, выдают точные координаты местоположения. Соединение приемников с электронными топографическими картами позволяет фиксировать местоположение на картах..

Моделирование атмосферных эффектов и оценки параметров тропосферы – это два метода ослабления тропосферных влияний на прохождение радиосигналов при GPS-измерениях. Для исследований этих методов как по отдельности, так и в комбинации вариации состояния атмосферы моделируются в пространстве и во времени на основе наземных метеорологических наблюдений. Сравнения со стандартными поправками указывают на возможность существенно уменьшить ср. кв. ошибки GPS-определений и оценивать параметры реальных тропосферных эффектов. (П. Строев).

Исследуется влияние ионосферных задержек на качество определения неоднозначности по методу наим. кв. С помощью ковариационной матрицы, отражающей те или иные корреляционные пространственные или временные зависимости ионосферных задержек, показано, каким образом они влияют на размеры и форму области определения неоднозначности. Для всестороннего и качественного анализа условий, влияющих на достоверные разрешения неоднозначности, из двух методов: численного и аналитического, рекомендуется последний. Библ. 17. (Ф. Урманцев).

Приемники сигналов GPS/ГЛОНАСС устанавливаются на борт изделия в целях определения параметров траектории ракеты-носителя и элементов орбиты выводимого космического аппарата. Во время пуска и выведения на конечную орбиту данные измерений от бортовой аппаратуры и от наземных контрольно-корректирующих станций передаются в центр управления для обработки в темпе поступления информации и/или в послесеансовом режиме. Для решения задач обработки в вычислительном центре устанавливается специализированное программно-математическое обеспечение (ПМО), которое предназначается для прогнозирования условий наблюдения и анализа движения изделия в полете...