Методы взаимной высокоточной навигации, основанные на использовании относительных режимов работы угломерных приемников сигналов глобальных навигационных спутниковых систем
Автор: Д. Д. Дмитриев, В. Н. Тяпкин, Ю. Л. Фатеев, А. Б. Гладышев, Н. С. Кремез
Журнал: Космические аппараты и технологии.
Рубрика: Космическое приборостроение
Статья в выпуске: 2, 2022 года.
Бесплатный доступ
В статье приведены результаты экспериментальных исследований методов взаимной высокоточной навигации для беспилотных и специализированных транспортных систем. Предлагаемые методы основаны на применении относительных режимов работы двух и более угломерных приемников сигналов глобальных навигационных спутниковых систем. Для проведения исследований разработан программно-аппаратный комплекс, состоящий из двух угломерных приемников сигналов глобальных навигационных спутниковых систем, опорно-поворотного устройства и компьютерной модели навигационной системы беспилотных и специализированных транспортных систем. Он обеспечивает погрешность позиционирования антенной системы по угловым координатам менее 1 угловой минуты, что позволяет его использовать в качестве эталона при измерении угловых перемещений антенной системы приемника сигналов глобальных навигационных спутниковых систем. Приведены и проанализированы результаты измерений плановых и угловых координат как в автономном, так и в относительном фазовом режимах работы угломерных приемников глобальных навигационных спутниковых систем. Установлено, что среднеквадратическая погрешность измерения относительных координат составила 0,019 м. Дальнейшее увеличение точности измерения относительных координат возможно за счет принятия мер по снижению погрешности многолучевого приема, которая является наиболее значимой некоррелированной погрешностью измерения координат двумя комплектами приемников сигналов глобальных навигационных спутниковых систем. Таким образом, методы взаимной высокоточной навигации с использованием угломерных приемников глобальных навигационных спутниковых систем обладают высокой точностью без использования внешней информации о дифференциальных поправках. Это позволит осуществлять эксплуатацию беспилотных или специальных транспортных систем в труднодоступных и северных районах в условиях отсутствия связи и прочих неблагоприятных факторах.
Программно-аппаратный комплекс, глобальная навигационная спутниковая система, навигационный приемник, беспилотный транспорт, фазовое измерение, относительная навигация
Короткий адрес: https://sciup.org/14123412
IDR: 14123412 | УДК: 629.3.052.3 | DOI: 10.26732/j.st.2022.2.07
Methods of mutual high-precision navigation based the use of relative modes of anglemeasuring receivers of global navigation satellite systems signals
The article presents the results of experimental studies of mutual high-precision navigation methods for unmanned and specialized transport systems. The proposed methods are based on the application of the relative operating modes of two or more angle-measuring receivers of global navigation satellite systems signals. To conduct research, a software and hardware complex has been developed, consisting of two angle-measuring receivers of global navigation satellite systems signals, a turntable and a computer model of the navigation system of unmanned and specialized transport systems. It provides the positioning error of the antenna system in angular coordinates less than 1 arc minute, which allows it to be used as a reference when measuring the angular displacements of the receiver of global navigation satellite systems signals antenna system. The results of measurements of planar and angular coordinates both in autonomous and relative phase modes of operation of goniometric receivers global navigation satellite systems signals are presented and analyzed. It has been established that the root-mean-square error of measuring relative coordinates was 0,019 meter. A further increase in the relative position measurement accuracy is possible by taking measures to reduce the multipath reception error, which is the most significant uncorrelated position measurement error by two sets of receivers of global navigation satellite systems signals. Thus, the methods of mutual high-precision navigation using angle-measuring receivers of global navigation satellite systems signals have high accuracy without the use of external information about differential corrections. This will allow the operation of unmanned or special transport systems in hard-toreach and northern regions, in conditions of lack of communication and other adverse factors.
Список литературы Методы взаимной высокоточной навигации, основанные на использовании относительных режимов работы угломерных приемников сигналов глобальных навигационных спутниковых систем
- Miranda V. R. F., Rezende A. M. C., Rocha T. L., Azpurua H., Pimenta L. C. A., Freitas G. M. Autonomous Navigation System for a Delivery Drone // Journal of Control, Automation and Electrical Systems. 2022. vol. 33. issue 1. pp. 141–155. doi: 10.1007/s40313-021-00828-4.
- Luo X., Schaufler S., Branzanti M., Chen J. Assessing the benefits of Galileo to high-precision GNSS positioning – RTK, PPP and post-processing // ASR. 2021. vol. 68. issue 12. pp. 4916–4931. doi: 10.1016/j.asr.2020.08.022.
- Kamaludin A. H., Azman U. F. N. U., Wan Aris W. A., Musa T. A. Global positioning system measurement technique: Assessment on virtual reference station data // Journal of Mines, Metals and Fuels. 2021. vol. 69. issue 8. pp. 347–357.
- Pirti A. Evaluating the accuracy of post-processed kinematic (Ppk) positioning technique // Geodesy and Cartography. 2021. vol. 47. issue 2. pp. 66–70. doi: 10.3846/gac.2021.12269.
- Geragersian P., Petrunin I., Guo W., Grech R. An INS/GNSS fusion architecture in GNSS denied environments using gated recurrent units // AIAA Science and Technology Forum and Exposition. doi: 10.2514/6.2022-1759.
- Тяпкин В. Н., Гарин Е. Н. Методы определения навигационных параметров подвижных средств с использованием спутниковой радионавигационной системы ГЛОНАСС : монография. Красноярск : СФУ, 2012. 259 с.
- Dmitriev D. D., Tyapkin V. N., Fateev Yu. L., Gladyshev A. B., Zverev P. Yu. Methods of High-Precision Mutual Navigation of Small Spacecraft // Moscow Workshop on Electronic and Networking Technologies. 2020. doi: 10.1109/MWENT47943.2020.9067505.
- Гарин Е. Н., Дмитриев Д. Д., Кокорин В. И., Кремез Н. С. Определение относительных координат объекта с помощью спутниковых средств радионавигации // Радиолокация, навигация и связь: сб. докл. конф. «RLNC-2006» в 3-х т. Т. 3. Воронеж. 2006. С. 1776–1784.
- Sokolovskiy A. V., Dmitriev D. D., Gladyshev A. B., Ratushniak V. N. Hardware Diagram of Computing Devices of Navigation Equipment of Consumers SRNS // 11th International IEEE Scientific and Technical Conference on Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines (Dynamics). 2017. doi: 10.1109/Dynamics.2017.8239510.
- Dmitriev D. D., Gladishev A. B., Tyapkin V. N., Fateev Yu. L. Hardware-Software Complex for Studying the Characteristics of GNSS Receiver // International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON). 2016. doi: 10.1109/SIBCON.2016.7491665.
