Геофизические исследования: статья

МОДЕЛЬ ОДНОМЕРНОЙ ОБРАБОТКИ ПЕРВИЧНЫХ СПУТНИКОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫСОТЫ И ВЕРТИКАЛЬНОЙ СКОРОСТИ
А.А. ГОЛОВАН1
М.Н. ДРОБЫШЕВ2
1 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
2 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук
Журнал: Геофизические исследования
Том: 22
Номер: 2
Год: 2021
Страницы: 82-90
УДК: 528:629.78; 519.654
DOI: 10.21455/gr2021.2-5
Полный текст статьи
Ключевые слова: одномерный алгоритм, навигация, спутниковые системы, первичная обработка спутниковых измерений, GPS измерения, двухчастотный приемник, аэрогравиметрия
Аннотация: Проведение аэрогравиметрических измерений в труднодоступных районах Земли предполагает высокоточное определение координат самолета-лаборатории или другого носителя гравиметрического оборудования. В этих целях используются приемники сигналов спутниковых навигационных систем. При решении задач, требующих получения точной информации об изменении вертикального положения объекта, предлагается применять алгоритмические решения, основанные на редуцированных моделях задач обработки первичных спутниковых измерений. Первичные спутниковые измерения регистрируются параллельно с гравиметрическими наблюдениями во время выполнения съемок, после чего осуществляется совместная камеральная обработка, качество результатов которой напрямую зависит от точности определения высоты полета на маршруте. Представлен соответствующий алгоритм обработки, позволяющий получить оценки значений высоты и вертикальной скорости с повышенной относительно стандартных алгоритмов точностью за счет использования известных плановых координат. Проведены сеансы спутниковых измерений на неподвижном основании и сравнительный анализ результатов расчетов, полученных по предлагаемому и традиционному алгоритмам. Измерения выполнялись с частотой 1 Гц и продолжительностью от 8 до 10 ч. Качество полученных результатов расчетов определяли оценкой среднеквадратического отклонения высоты, которое демонстрирует снижение амплитуды разброса мгновенных значений до 18 % при применении модели одномерной обработки относительно трехмерного решения. Представленная модель одномерной обработки первичных спутниковых измерений для определения высоты и вертикальной скорости показала себя актуальным и работоспособным алгоритмом, потенциальное развитие которого в перспективе позволит повысить точность решения задач скалярной гравиметрии, при проведении наблюдений с использованием подвижных носителей, а, следовательно, повысить точность аэрогравиметрических работ.
Список литературы: Абрамов Д.В., Дорожков В.В., Конешов В.Н. Особенности построения и использования наземного сейсмогравиметрического комплекса // Сейсмические приборы. 2010. Т. 46, № 4. С.5-13.

Акимов П.А., Деревянкин А.В., Матасов А.И. Гарантирующий подход и l1-аппроксимация в задачах оценивания параметров БИНС при стендовых испытаниях. М.: Изд-во Московского университета, 2012. 296 с.

Вавилова Н.Б., Голован А.А., Парусников Н.А., Трубников С.А. Математические модели и алгоритмы обработки измерений спутниковой навигационной системы GPS. Стандартный режим. М.: Изд-во Московского университета, 2009. 96 с.

Голован А.А., Парусников Н.А. Математические основы навигационных систем. Часть 1. Математические модели инерциальной навигации. М.: Изд-во Московского университета,2010. 126 с.

Дробышев Н.В., Железняк Л.К., Клевцов В.В., Конешов В.Н., Соловьев В.Н. Методы и проблемы изучения гравитационного поля Мирового океана // Геофизические исследования. 2006. № 5. С.32-52.

Дробышев Н.В., Конешов В.Н., Конешов И.В., Соловьев В.Н. Создание самолета-лаборатории и методика выполнения аэрогравиметрической съемки в арктических условиях // Вестник Пермского университета. Геология. 2011. № 3. С.37-50.

Илюхин А.А., Конешов В.Н. Об оценке погрешностей GPS наблюдений при комплексных приливных измерениях // Сейсмические приборы. 2014а. Т. 50, № 4. С.58-65.

Илюхин А.А., Конешов В.Н. Экспериментальная оценка возможностей GPS позиционирования в условиях геофизической обсерватории // Труды XI Международной научной конференции “Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии” ФРЭМЭ’2014. Владимир; Суздаль: Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых, 2014б. С.124-127.

Илюхин А.А., Конешов В.Н. Методические погрешности получения данных о высоте точки наблюдения при обработке GPS в режиме DGPS // Геофизические исследования. 2018. Т. 19, № 2. С.71-80.

Forsberg R., Skourup H. Arctic Ocean gravity, geoid and sea-ice freeboard heights from ICESat and GRACE // Geophysical Research Letters. 2005. V. 32. L21502. doi: 10.1029/2005GL023711

ICD-GPS-200. Interface control document. Navstar GPS Space Segment. Navigation User Interfaces. Revision C, IRN-200C-003. El Segundo: ARINC Research Corporation. 1999. URL: http://geoweb.mit.edu/~tah/icd200c123.pdf

Leick A., Rapoport L., Tatarnikov D. GPS Satellite Surveying. 4th Edition. Wiley. 2015. 840 p. ISBN: 978-1-118-67557-1

Martin A., Anquela A.B., Dimas-Pages A., Cos-Gayon F. Validation of performance of real-time kinematic PPP. A possible tool for deformation monitoring // Measurement. 2015. V. 69. P.95-108.

Schüler T. On Ground-Based GPS Tropospheric Delay Estimation: Ph.D. Thesis. München: Universtät der Bundeswehr, 2001. 364 p.