Время как фактор влияющий на точность определения координат воздушного судна

Введение
Актуальность. Как и любой вид трудовой деятельности, навигационная деятельность осуществляется в соответствии с установленной технологией. Эта технология описана в руководящих документах, учебниках по навигации, различных инструкциях и руководствах.
На сегодняшний день вопросы изучения точности определения месторасположения объекта нашли широкое применение во многих отраслях промышленности и сферах современной жизни. Используемая аппаратура и методы становятся с каждым днем все сложнее и эффективнее. В настоящее время существует огромное количество факторов, которые оказывают влияние на точность определения координат воздушного судна, к числу которых относится время.
Цель данной работы заключается в изучении фактора времени, влияющего на точность определения координат воздушного судна. Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
- изучен имеющийся материал по тематике исследования;
- рассмотрены факторы, влияющие на точность определения координат судна;
- проанализированы фактор времени, влияющего на точность определения координат воздушного судна.
В ходе выполнения данных задач применялись такие методы исследования, как анализ, синтез, описание и обобщение.
В качестве объекта исследования выступает навигационная сфера, а предметом исследования является время как фактор, который влияет на точность определения координат воздушного судна.
1 Факторы, влияющие на точность определения координат
На степень точности вычисления координат влияет ряд факторов, зависящих от процедуры их определения. Эти факторы принято называть факторами снижения точности.
Как правило, при вычислении координат применяются следующие стандартные факторы снижения точности:
- геометрический фактор снижения точности (GDOP);
- горизонтальный фактор снижения точности (HDOP);
- фактор снижения точности определения положения (PDOP);
- относительный фактор снижения точности (RDOP);
- временной фактор снижения точности (TDOP);
- вертикальный фактор снижения точности (VDOP) [1].
Основными источниками ошибок, влияющими на точность навигационных вычислений, являются:
- погрешности, обусловленные режимом селективного доступа. В данном режиме формируются ошибки искусственного происхождения, вносимые в сигнал на борту GPS-спутников с целью загрубления навигационных измерений. Такими ошибками являются неверные данные об орбите спутника и искажения показаний его часов за счет внесения добавочного псевдослучайного сигнала. Величина среднеквадратической ошибки из-за влияния этого фактора составляет примерно 30 м;
- погрешности, связанные с распространением радиоволн в ионосфере

. Задержки распространения сигналов при их прохождении через верхние слои атмосферы приводят к ошибкам порядка 20-30 м днем и 3-6 м ночью. Несмотря на то, что навигационное сообщение, передаваемое с борта GPS-спутника, содержит параметры модели ионосферы, компенсация фактической задержки в лучшем случае составляет 50%. Компенсировать ошибки, вызванные ионосферной рефракцией, можно при использовании для навигации сигналов, принимаемых на двух разных частотах;
- погрешности, обусловленные распространением радиоволн в тропосфере. Возникают при прохождении радиоволн через нижние слои атмосферы. Значения погрешностей этого вида при использовании сигналов с С/А-кодом не превышают 30 м;
- эфемеридная погрешность. Ошибки обусловлены расхождением между фактическим положением GPS-спутника и его расчетным положением, которое устанавливается по данным навигационного сигнала, передаваемого с борта КА. Значение погрешности обычно не больше 3 м;
- погрешность ухода шкалы времени спутника обусловлена расхождением шкал времени различных спутников. Устраняется с помощью наземных станций слежения или за счет компенсации ухода шкалы времени в дифференциальном режиме определения местоположения;
- погрешность определения расстояния до спутника. Данный показатель является статистическим, он вычисляется для конкретного спутника и заданного интервала времени. Ошибка не коррелирована с другими видами погрешностей. Ее величина обычно не превышает 10 м [1].
2 Время как фактор, влияющий на точность определения координат воздушного судна
Время является важным параметром, который оказывает влияние на определение координат воздушного судна. Сравнив моменты излучения и приема сигнала, можно определить время его прохождения, а, следовательно, и дальность до спутника:

D = c·t, (1)

где c - скорость распространения радиосигнала (примерно равна скорости света 300000 км/с);
t - время прохождения радиосигнала.
Для дальностей порядка D = 21000 км и скорости c = 300000 км/сек время прохождения сигнала составит около t = 0,07 сек. Поэтому в аппаратуре потребителя должно быть обеспечено высокоточное измерение весьма малых промежутков времени [2].
Чтобы реализовать такой принцип измерения дальности, необходимо, чтобы спутник передавал сигналы по точно определенному графику, который известен и на борту. Но еще необходимо, чтобы часы, по которым отслеживается график передачи сигналов, ходили совершенно одинаково как на спутнике, так и в приемнике. Конечно, современная техника способна создать очень точные атомные часы с нестабильностью хода порядка 10-14