Дослідження методів покращення точності позиціонування зйомки GPS даних
Вантажиться...
Дата
2018-12
Автори
Джулій, Володимир Миколайович
Муляр, Ігор володимирович
Бонар, Віталій Олексндрович
Ленков, Євген Сергійович
Охрамович, Михайло Миколайович
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Військовий інститут Київського національного університету імені Тараса Шевченка
Анотація
В статті запропоновано два напрями покращення точності позиціонування зйомки GPS даних та створення програмного забезпечення, доступного для непрофесійних користувачів, яке автоматично надає необхідні дані у загальному форматі. Дані напрями досягаються шляхом автоматизації процесу надання допоміжних даних, реалізації різних алгоритмів відстеження та порівняння їх результатів; аналізу методів підвищення точності позиціонування зйомки GPS даних; аналізу енергоспоживання.
Отриманні результати демонструють мінімізацію апаратних компонент та зниження енергоспоживання, обидві складові призводять до ефектного скорочення витрат. Для того, щоб отримати покращення точності вимірювань нашої позиції, можна застосувати виправлення похибок іоносфери при використанні формату обміну IONEX. IONEX створений для покращення позиціонування, щоб задовольнити світові потреби GPS у загальному форматі даних, який дає змогу обміну, порівняння або поєднання ЗВЕ (загальний вміст електронів) карт. Даний формат підтримує 2-мірні та 3-мірні ЗВЕ карти. Формат IONEX також може підтримувати різні карти, які відповідають різним епохам. Файли даних IONEX створюються шляхом об'єднання вимірювань з великою кількістю 2-ядерних приймачів, які поширюються по всьому світу, поєднуючи вимірювання, отримані від GPS для геодинаміки.
Автоматичне та прозоре постачання допоміжних даних спрощує роботу користувача з програмним забезпеченням. Користувачу необхідно просто записати знімок і запустити запропоноване програмне забезпечення. Без будь-якого ручного введення тег часу зчитується і надсилається в алгоритм та ефемериди, які містять інформацію про елементи Кеплера плюс корекції для гравітаційного поля Землі та інших сил, що забезпечують залежну від часу, точні значення супутникової орбіти, у форматі файлів RINEX автоматично завантажуються з FTP сервера, результат декомпресований і збережений в блоці обчислення після обробки. В той же час така ж процедура виконується для файлів IONEX, які надають інформацію, що необхідна для вирішення іоносферної затримки. Тому потенційному користувачеві просто потрібно переконатися, що підключення до Інтернету гарантується. Найкращі результати отримуються при використанні файлів IONEX, і, застосувавши всі корекційні рівні, можна видалити більшість систематичних помилок з вимірювань.
В статье предложено два основных направления: улучшение точности позиционирования съемки GPS данных и создания программного обеспечения доступного для непрофессиональных пользователей, которое автоматически предоставляет необходимые данные в общем формате. Данные направления достигаются путем автоматизации процесса предоставления вспомогательных данных, реализации различных алгоритмов отслеживания и сравнения их результатов; анализа методов повышения точности позиционирования съемки GPS данных; анализа энергопотребления. Полученные результаты демонстрируют минимизацию аппаратных компонент и снижение энергопотребления, обе составляющие приводят к эффектному сокращения расходов. Для того, чтобы получить улучшение точности измерений нашей позиции, можно применить исправления ошибок ионосферы при использовании формата обмена IONEX. IONEX создан для улучшения позиционирования, чтобы удовлетворить мировые потребности GPS в общем формате данных, который позволяет обмен, сравнения или сочетание ОСЭ (общее содержание электронов) карт. Данный формат поддерживает 2-мерные и 3-мерные ОСЭ карты. Формат IONEX также может поддерживать различные карты, соответствующие различным эпохам. Файлы данных IONEX создаются путем объединения измерений с большим количеством 2-ядерных приемников, которые распространяются по всему миру, сочетая измерения, полученные от GPS для геодинамики. Автоматическое и прозрачное предоставление вспомогательных данных упрощает работу пользователя с программным обеспечением. Пользователю необходимо просто записать снимок и запустить предложенное программное обеспечение. Без какого-либо ручного ввода тег времени считывается и направляется в алгоритм и эфемериды, которые содержат информацию об элементах Кеплера плюс коррекции для гравитационного поля Земли и других сил, обеспечивающих зависящую от времени, точные значения спутниковой орбиты, в формате файлов RINEX автоматически загружаются с FTP сервера, результат декомпрессованый и сохранен в блоке вычисления после обработки. В то же время такая же процедура выполняется для файлов IONEX, которые предоставляют информацию, необходимую для решения ионосферной задержки. Поэтому потенциальному пользователю просто нужно убедиться, что подключение к Интернету гарантируется. Наилучшие результаты получаются при использовании файлов IONEX, и, применив все коррекционные уровни, можно удалить большинство систематических ошибок по измерениям.
The two approaches for improving the accuracy of GPS data chronometry positioning and the creation of software which couls be available to unprofessional users, which automatically provides the necessary data in a general format.are proposed in the article. These directions are achieved by automating the process of providing auxiliary data, implementing various tracking algorithms and comparing their results; analysis of methods for increasing the accuracy of GPS data chronometry positioning; power consumption analysis. The obtained results demonstrate the minimization of hardware components and the reduction of power consumption, both components lead to a spectacular cost reduction. In order to improve the accuracy of measurements of our position, corrections of ionospheric errors can be applied by using the IONEX exchange format. ONEX is created to improve positioning to meet the world's GPS needs in a common data format that allows to exchange, comparison, or combination calls (total electron content) of cards. This format supports 2-dimensional and 3-dimensional IDE cards. The IONEX format can also support different maps corresponding to different epochs. IONEX data files are created by combining measurements with a large number of 2-kernel receivers that are distributed all over the world, combining measurements derived from GPS for geodynamics. The automatic and transparent delivery of auxiliary data simplifies the user's work with the software. The user needs simply to record a picture and run the proposed software. Without any manual input, the time tag is read and sent to the algorithm and ephemeris, which contains information about Kepler's elements plus corrections for the Earth's gravitational field and other forces that provide time-dependent, accurate satellite orbit values, in the RINEX file format are automatically downloaded from FTP server, the result is decompressed and stored in the calculation block after processing. At the same time, the same procedure is performed for IONEX files that provide the information necessary to resolve the ionospheric delay. Therefore, a potential user just needs to make sure that the Internet connection is guaranteed. The best results are obtained by using IONEX files, and by applying all the correction levels, you can remove most of the systematic measurement errors.
В статье предложено два основных направления: улучшение точности позиционирования съемки GPS данных и создания программного обеспечения доступного для непрофессиональных пользователей, которое автоматически предоставляет необходимые данные в общем формате. Данные направления достигаются путем автоматизации процесса предоставления вспомогательных данных, реализации различных алгоритмов отслеживания и сравнения их результатов; анализа методов повышения точности позиционирования съемки GPS данных; анализа энергопотребления. Полученные результаты демонстрируют минимизацию аппаратных компонент и снижение энергопотребления, обе составляющие приводят к эффектному сокращения расходов. Для того, чтобы получить улучшение точности измерений нашей позиции, можно применить исправления ошибок ионосферы при использовании формата обмена IONEX. IONEX создан для улучшения позиционирования, чтобы удовлетворить мировые потребности GPS в общем формате данных, который позволяет обмен, сравнения или сочетание ОСЭ (общее содержание электронов) карт. Данный формат поддерживает 2-мерные и 3-мерные ОСЭ карты. Формат IONEX также может поддерживать различные карты, соответствующие различным эпохам. Файлы данных IONEX создаются путем объединения измерений с большим количеством 2-ядерных приемников, которые распространяются по всему миру, сочетая измерения, полученные от GPS для геодинамики. Автоматическое и прозрачное предоставление вспомогательных данных упрощает работу пользователя с программным обеспечением. Пользователю необходимо просто записать снимок и запустить предложенное программное обеспечение. Без какого-либо ручного ввода тег времени считывается и направляется в алгоритм и эфемериды, которые содержат информацию об элементах Кеплера плюс коррекции для гравитационного поля Земли и других сил, обеспечивающих зависящую от времени, точные значения спутниковой орбиты, в формате файлов RINEX автоматически загружаются с FTP сервера, результат декомпрессованый и сохранен в блоке вычисления после обработки. В то же время такая же процедура выполняется для файлов IONEX, которые предоставляют информацию, необходимую для решения ионосферной задержки. Поэтому потенциальному пользователю просто нужно убедиться, что подключение к Интернету гарантируется. Наилучшие результаты получаются при использовании файлов IONEX, и, применив все коррекционные уровни, можно удалить большинство систематических ошибок по измерениям.
The two approaches for improving the accuracy of GPS data chronometry positioning and the creation of software which couls be available to unprofessional users, which automatically provides the necessary data in a general format.are proposed in the article. These directions are achieved by automating the process of providing auxiliary data, implementing various tracking algorithms and comparing their results; analysis of methods for increasing the accuracy of GPS data chronometry positioning; power consumption analysis. The obtained results demonstrate the minimization of hardware components and the reduction of power consumption, both components lead to a spectacular cost reduction. In order to improve the accuracy of measurements of our position, corrections of ionospheric errors can be applied by using the IONEX exchange format. ONEX is created to improve positioning to meet the world's GPS needs in a common data format that allows to exchange, comparison, or combination calls (total electron content) of cards. This format supports 2-dimensional and 3-dimensional IDE cards. The IONEX format can also support different maps corresponding to different epochs. IONEX data files are created by combining measurements with a large number of 2-kernel receivers that are distributed all over the world, combining measurements derived from GPS for geodynamics. The automatic and transparent delivery of auxiliary data simplifies the user's work with the software. The user needs simply to record a picture and run the proposed software. Without any manual input, the time tag is read and sent to the algorithm and ephemeris, which contains information about Kepler's elements plus corrections for the Earth's gravitational field and other forces that provide time-dependent, accurate satellite orbit values, in the RINEX file format are automatically downloaded from FTP server, the result is decompressed and stored in the calculation block after processing. At the same time, the same procedure is performed for IONEX files that provide the information necessary to resolve the ionospheric delay. Therefore, a potential user just needs to make sure that the Internet connection is guaranteed. The best results are obtained by using IONEX files, and by applying all the correction levels, you can remove most of the systematic measurement errors.
Опис
Ключові слова
точність позиціонування, зйомки GPS даних, допоміжні дані, навігаційна система
Бібліографічний опис
Дослідження методів покращення точності позиціонування зйомки GPS даних / В. М. Джулій, Є. С. Лєнков, І. В. Муляр, М. М. Охрамович, В. О. Бонар // Збірник наукових праць Військового інституту Київського національного університету імені Тараса Шевченка. - 2018. - № 62. - С. 77-88.