Информационно-аналитический центр на базе пункта метрологического контроля ГСВЧ ФГУП "СНИИМ"

В ФГУП «СНИИМ» создается информационно-аналитический центр на базе пункта метрологического контроля ГСВЧ для целей:

• -    мониторинга бортовой эфемеридно-временной информации орбитальных группировок ГЛОНАСС и GPS по данным беззапросных траекторных измерений в метрологических пунктах ГСВЧ и другим данным;

• -    обеспечения потребителей Сибирского федерального округа информацией о состоянии орбитальных группировок ГНСС ГЛОНАСС и GPS;

• -    метрологического и информационного обеспечения региональных систем дифференциальной коррекции.

Центр представляет собой организационную структуру и аппаратно-программный комплекс, включающий:

• -    Государственный вторичный эталон единиц времени, частоты и национальной шкалы времени ВЭТ 1-19;

• -    аппаратуру приема навигационных сигналов ГНСС;

• -    аппаратуру синхронизации пространственно-разнесенных высокостабильных часов;

• -    средства вычислительной техники и пакеты СПО;

• -    комплексы методик выполнения измерений и пакеты нормативной и конструкторской документации.

В настоящее время для реализации информационно-аналитического центра разработано следующее специальное программное обеспечение.

Havko____________

Ж ГРАДА

Программный комплекс для восстановления текущих навигационных параметров КА по данным беззапросных фазовых измерений

Высокая точность оценивания достигнута за счет:

• -    использования в качестве исходных данных для расчетов беззапросных фазовых измерений с сети станций отечественной системы СДКМ (для ГЛОНАСС) и станций

32            IGS (для GPS) [1];

• -    привлечения метода инструментальных переменных при формировании системы нормальных алгебраических уравнений [2];

• -    расчета прогнозов в режиме UltraRapid.

На рис. 1 представлены результаты восстановления текущих навигационных параметров КА (координат x, y, z) систем GPS и ГЛОНАСС по данным траекторных измерений.

Рис. 2 иллюстрирует среднесуточную погрешность значений параметров орбит КА GPS и ГЛОНАСС.

Программный комплекс для восстановления текущих моментов бортовых шкал времени орбитальных группировок навигационных спутников ГЛОНАСС и GPS

Высокая точность оценивания достигнута за счет:

• -    использования в качестве исходных данных для расчетов оценок беззапросных фазовых измерений, выполняемых в пунктах метрологического контроля ГСВЧ РФ, оснащенных эталонными комплексами единиц времени, частоты и национальной шкалы времени [3];

• -    применения математических моделей нестабильности бортовых стандартов частоты, учитывающих, помимо собственной нестабильности, влияние факторов релятивистской и гравитационной природы [4];

• -    использования технологии Precise Point Positioning (PPP);

  

  Рис. 1. Абсолютное отклонение орбит КА GPS и ГЛОНАСС от эталонных орбит на суточном интервале времени

  
  
  
  
  
  

  Рис. 2. Среднесуточная погрешность параметров орбит КА: R – по радиус-вектору; A – вдоль орбиты; N – по бинормали к орбите

  
  

  Информационно-аналитический центр на базе пункта метрологического контроля

  

  Рис. 3. Диаграммы математического ожидания и СКО оценок погрешностей компенсации уходов бортовых часов с помощью частотно-временных поправок

  
  
  
  

• -    оценивания погрешностей представления текущих моментов бортовых шкал времени с помощью бортовых частотно-временных поправок [3];

• -    расчета прогнозных значений поправок к бортовым шкалам времени в режиме UltraRapid.

В качестве иллюстрации приведены результаты оценивания погрешностей уходов действительных шкал времени по орбитальной группировке системы ГЛОНАСС (рис. 3). Фазовые измерения проводились 20 мая 2015 г. и получены в метрологических пунктах Государственной службы времени и частоты в г. Новосибирске, г. Москве и г. Иркутске.

Программный комплекс для сравнения шкал времени пространственно‑разнесенных высокостабильных часов и для сравнения частот генераторов этих часов

Проводились экспериментальные исследования по оцениванию изменений частоты с помощью водородного стандарта типа Ч1-1006.

Перемещая этот стандарт на разные уровни гравитационного поля Земли и выполняя синхронные фазовые траекторные измерения по навигационным спутникам GPS, удалось получить оценку влияния этих уровней на частоту стандарта [5]. Использовались приемник Javad Sigma в местах расположения перемещаемого стандарта Ч1-1006 и однотипный приемник из состава вторичного эталона времени и частоты ВЭТ 1-19 (ФГУП «СНИИМ»).

Результаты измерений разностей текущих значений моментов шкал времени для пунктов нахождения стандарта Ч1-1006 в п. Шебалино и на перевале Семинский показаны на рис. 4. Трендовая составляющая к изменению моментов шкал времени, полученная МНК, характеризует значения частот стандарта Ч1-1006 в пунктах нахождения стандарта.

В п. Шебалино ход шкалы времени составил 1,75 нс на интервале времени 63 900 секунд, что соответствует частоте 2,736·10-14. На перевале Семинский ход шкалы времени стандарта составил 2,55 нс на интервале времени 23 790 секунд, что соответствует частоте стандарта 10,71·10-14. Таким образом, изменение частоты стандарта Ч1-1006, связанное с его перемещением от

■_■ ИССЛЕДОВАНИЯ

Havko-

ЖГРАДА

Рис. 4. Изменение частоты стандарта Ч1-1006 в п. Шебалино и на перевале Семинский

• п. Шебалино на перевал Семинский, измеренное в системе вторичного эталона ВЭТ 1-19, составило 7,964·10^-14. Это основной результат эксперимента.

В эксперименте использовалась орбитальная группировка навигационных спутников GPS, радиовидимая одновременно в г. Новосибирске и в республике Алтай (п. Шебалино). Для обработки результатов траекторных измерений использовалось СПО, разработанное в ФГУП «СНИИМ».

Программный комплекс PVZ для расчета прогнозов параметров вращения Земли

Также одной из задач, решаемых на базе пункта ГСВЧ, является проведение регулярных определений параметров вращения Земли (ПВЗ) посредством спутниковых средств измерений.

Прогнозы рассчитываются на период в 90 дней и предоставляются в главный метрологический центр ГСВЧ и в международную службу вращения Земли (МСВЗ).

Прогнозы, рассчитанные с помощью СПО PVZ, участвуют в международном проекте МСВЗ Earth Orientation Parameters Combination of Prediction Pilot Project (EOPCPPP, . Результаты сравне- ния прогнозов ПВЗ участников проекта EOPCPPP показали, что рассчитанные по СПО PVZ прогнозы обладают высоким уровнем точности и достоверности.

Заключение

Информационно-аналитический центр на базе пункта метрологического контроля ГСВЧ ФГУП «СНИИМ» создан для решения задач мониторинга эфемеридно-временной информации и обеспечения информацией о состоянии орбитальных группировок ГЛОНАСС и GPS потребителей Сибири, а также для метрологического и информационного обеспечения региональных систем дифференциальной коррекции.

Улучшение точностных характеристик координатно-временных определений потребителей ГНСС-услуг видится за счет привлечения Государственного вторичного эталона единиц времени, частоты и национальной шкалы времени ВЭТ 1-19, аппаратуры приема навигационных сигналов ГНСС, аппаратуры синхронизации пространственно-разнесенных высокостабильных часов, оригинальных средств вычислительной техники и пакетов СПО, разработанных сотрудниками ГСВЧ ФГУП «СНИИМ».