Предлагаются и анализируются варианты организации высокоточного геометрического определения параметров траектории низкоорбитальных космических аппаратов с использованием сигналов глобальной навигационной спутниковой системы GNSS. Рассматриваются особенности реализации и точность траекторных определений по результатам совместной обработки кодовых и фазовых измерений на борту космического аппарата и в наземной сети контрольных станций дифференциальной подсистемы GNSS.

Приведен краткий обзор основных направлений исследований, выполненных в лаборатории 530 спутниковых систем радионавигации, радиогеодезии и точного времени. Первое направление касается разработки и программной реализации оценки векторов состояния потребителей на основании использования фильтров Калмана. Второе направление связано с разработкой моделей и методов региональной двойной дифференциальной коррекции кодовых псевдодальностей, их разностей по навигационным космическим аппаратам, а также двойной дифференциальной коррекции оценок координат неподвижных потребителей. Третье направление связано с созданием информационных технологий обработки измерений в аппаратуре потребителей, на контрольных станциях в интересах оценок погрешностей наблюдения. Кратко сформулированы постановки задач, рассмотрены используемые стохастические модели наблюдений, векторов состояния контролируемых объектов, обсуждены методы решения задач и основные полученные результаты. Отмечено активное участие студентов пятого и шестого курсов радиотехнического факультета в научных исследованиях лаборатории.

Рассмотрена задача оценки вектора состояния неподвижного потребителя с использованием сигналов навигационных космических аппаратов глобальной навигационной спутниковой системы GPS. Представлены две имитационной модели спутниковой системы координатного и частотно-временного обеспечения неподвижных потребителей. Первая модель позволяет исследовать влияние только тропосферной погрешности измерения псевдодальностей и псевдоскоростей на точность оценивания вектора состояния потребителя. Включение зенитной тропосферной задержки сигналов навигационных космических аппаратов в вектор состояния потребителя во второй модели позволяет компенсировать тропосферную погрешность измерения псевдодальностей и получить практически несмещенные оценки расширенного вектора состояния потребителя.

Рассмотрена задача оценки вектора состояния неподвижного потребителя с использованием сигналов навигационных космических аппаратов глобальной навигационной спутниковой системы GPS. С использованием имитационной модели исследована потенциальная точность оценок вектора состояния неподвижного потребителя при обработке измерений методом фильтра Калмана. С использованием известных моделей систематических погрешностей измерения кодовых псевдодальностей и фазовых псевдоскоростей выполнен анализ уровня этих погрешностей и соответствующих смещений в оценках вектора состояния потребителя. Исходные данные и результаты моделирования приведены применительно к условиям Вьетнама.

Рассмотрена задача имитационного моделирования автоматической расширенной спутниковой системы управления посадкой летательного аппарата. Структура системы содержит локальную контрольную станцию и 1 псевдоспутник. Используется простейшая математическая модель движения летательного аппарата в местной системе координат точки посадки. В качестве измерительной информации используются разности кодовых псевдодальностей и фазовых псевдоскоростей по источникам навигационных сигналов. С использованием квадратичного критерия качества найдены оптимальные корректирующие управляющие функции на фиксированном интервале времени. Фильтр Калмана используется для оценки отклонения управляемой траектории от программной глиссады. Обсуждены некоторые основные результаты моделирования.

Рассмотрена задача предварительной обработки файлов наблюдений и навигационной информации в формате RINEX 2.10. Используется полиномиальная обработка данных на полном интервале времени наблюдения и на движущемся окне фиксированного размера. Предлагается результаты обработки представлять в формате GMF (General Measurement's Format). Обсуждены особенности программы RNXParser. Дан пример ее применения.

Рассмотрена задача оперативного анализа погрешностей оценок координат неподвижного потребителя GPS, ГЛОНАСС с использованием наблюдений в формате NMEA-0183. Оценки широты, долготы и ортометрической высоты преобразуются в гринвичские прямоугольные координаты в системе WGS-84. Систематические погрешности аппроксимируются квазидетерминированными последовательностями с использованием степенных функций Тейлора или ортогональных полиномов Чебышева на фиксированном интервале времени наблюдения. Случайные погрешности оценок координат полагаются в первом приближении дискретным белым гауссовским шумом с нулевым математическим ожиданием и неизвестной дисперсией. Кратко рассматриваются особенности вычислительной программы обработки данных. Приведен пример обработки оценок координат аппаратуры Навиор-24 (СН-4701).