Дипломная работа Ошибки позиционирования GPS – приёмников в условиях полярных геомагнитных возмущений. студента V курса Маклакова Владимира Николаевича. Руководитель дипломной работы: Черноус Сергей Александрович Апатиты 2009 г.

Объём работы 1.Проведение технического эксперимента по регистрации GPS сигнала в Апатитах. 2.Цифровая обработка данных, экспериментов в Апатитах и Мурманске, разработка программного обеспечения для автоматической обработки данных, получаемых с GPS – приёмника. 3.Анализ полученных данных на предмет выявления стационарных ошибок и откликов на геомагнитные возмущения. 4.Обсуждение полученных результатов и написание дипломной работы. Цели и задачи Экспериментальные исследования ошибок позиционирования GPS систем. 1.Проведение эксперимента по непрерывной регистрации GPS – сигнала. 2.Обработка и анализ полученных данных совместно с синхронными экспериментами, проводимыми в Мурманске. 3.Анализ влияния источников ошибок и влияние геофизических факторов на точность определения координат приёмника GPS.

Личный вклад автора 1.Подготовка и установка оборудования необходимого для проведения эксперимента. 2.Проведение эксперимента по непрерывной регистрации вариаций GPS – сигнала в Апатитах с декабря 2008г., по апрель 2009г.(2300 часов) 3.Разработка специализированного программного обеспечения и анализ данных полученных в экспериментах в Апатитах и Мурманске. 4.Подготовка и представления доклада на 32-ой ежегодной конференции – «Физика авроральных явлений».

Рис.2 Космический сегмент GPS системы. Рис.1 Прохождение GPS сигнала через D и F области ионосферы.

Рис.3 Cуточные зависимости погрешности позиционирования во время двух магнитных бурь октября 2003 года.

Рис.4 Цифровая обработка данных эксперимента VisualGPSXP Рис.4 Цифровая обработка данных эксперимента с помощью программы VisualGPSXP

Рис.5 Сеть магнитометров и камер всего неба Баренцрегиона IMAGE

Дата экспериментаАпатиты GARMIN 18 LVC Мурманск GARMIN – (*)- 9 – (*)- 13 – (*) – (*)- 10 – (*) Табл. 1 Перечень проведённых экспериментов Условные обозначения: «-» - эксперимент не проводился «+» - эксперимент с полным обзором небосвода «+(*)» - эксперимент с ограниченным обзором небосвода

Рис.6 Метод определения факторов, позволяющих выделить влияние внешних возмущений и стационарных локальных условий на сигнал GPS.

Рис.7 Результаты эксперимента в Мурманске 25 марта 2007 года

Рис.8 Результаты эксперимента в Мурманске 25 марта 2007 года

Рис.9 Результаты эксперимента в Апатитах 23 декабря 2008 года

Рис.10 Результаты эксперимента в Апатитах 28 марта 2009 года

Выводы 1.Определены факторы(уход спутников за горизонт, влияние стационарных объектов), позволяющие выделить влияние внешних возмущений и стационарных локальных условий на сигнал GPS. 2.Существует зависимость амплитуды отклонений GPS – сигнала от вариаций геомагнитного поля при характерных для авроральной зоны возмущениях(до 500нТ) 3.Предполагаемым физическим механизмом обнаруженных зависимостей могут являться изменения ПЭС в ионосфере на пути прохода GPS – сигнала. 4.Выявлен случай дезинтеграции системы связанный с развитием геомагнитных возмущений. Высказывается предположение о возможной реализации физического механизма, влияющего на GPS – сигнал, отличного от влияния вариаций полного электронного содержания на трассе сигнала.

Практические рекомендации Полученные в настоящей работе данные могут быть использованы для проведения более корректных экспериментов по анализу ошибок позиционирования, при это необходимо: 1.В каждом исследуемом случае проверять параметр сигнал/шум и PDOP не связаны ли они со статическими препятствиями для сигнала при движении ИСЗ по орбите. 2.Наблюдать за орбитальными изменениями положения ИСЗ(уход спутников за горизонт). 3.Проверять вариаций отклонений на сходство в одни и теже промежутки времени в близлежащие сутки. 4.Сравнивать изменение параметров сигнал/шум и PDOP, а также орбитальные положения ИСЗ в одни и теже промежутки времени в близлежащие дни эксперимента. 5.Выбирать позицию наблюдений, таким образом, чтобы максимально исключить влияние стационарных объектов на сигналы ИСЗ, либо устанавливать GPS приёмники с одновременным наблюдением в нескольких пунктах.

Автор выражает благодарность за руководство работой и проведение практики, связанной с освоением приемной аппаратуры и специализированного программного обеспечения доценту ПетрГУ Черноусу С.А и зав.кафедрой МГТУ Калитенкову Н.В., а также за предоставленное оборудование для проведения эксперимента доценту Федоренко Ю.В..

Спасибо за внимание!