автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Аппаратно-программные методы обработки навигационной информации при интегрировании спутникового приемника и барометрического альтиметра

На правах рукописи

Бусько Михаил Михайлович

АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ НАВИГАЦИОННОЙ ИНФОРМАЦИИ ПРИ ИНТЕГРИРОВАНИИ СПУТНИКОВОГО ПРИЕМНИКА И БАРОМЕТРИЧЕСКОГО АЛЬТИМЕТРА

Специальность 05 13 01 - Системный анализ, управление и обработка информации (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Иркутск - 2008

□0316Э6Э1

003169691

Работа выполнена на кафедре «Информатики» Иркутского государственного лингвистического университета (ИГЛУ)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Куцый Николай Николаевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Башкуев Юрий Буддич

кандидат технических наук, доцент Марюхненко Виктор Сергеевич

Ведущая организация: Институт солнечно-земной физики СО РАН,

г. Иркутск

Защита состоится 5 июня 2008 г в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 218 004 01 при Иркутском государственном университете путей сообщения по адресу 664074, г Иркутск, ул Чернышевского, 15

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Иркутского государственного университета путей сообщения

Автореферат разослан 5 мая 2008 года

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время наблюдается массовое внедрение навигационных спутниковых технологий в большинство областей человеческой деятельности Спутниковые радионавигационные системы (СРНС) GPS-NAVSTAR (Global Positioning System - США) и ГЛОНАСС (Глобальная Навигационная Спутниковая Система) «открыты» для широкого использования благодаря сделанным Правительствами России и США заявлениям о предоставлении их услуг международному сообществу на безвозмездной основе Через несколько лет планируется ввод в эксплуатацию европейской СРНС Галилео, имеющей также свободный доступ для использования Возможность глобально, непрерывно, вне зависимости от времени суток, погодных и иных условий определять координаты потребителя с достаточно высокой точностью обусловила широкое применение этих технологий для решения целого ряда задач, связанных с определением координат, параметров движения и пространственной ориентации потребителей, в том числе и наземных

Применение технологий на основе СРНС при создании систем диспетчерского управления и контроля наземных транспортных средств различного назначения входят в перечень основных мероприятий Федеральной целевой программы «Модернизация транспортной системы России (2002-2010 г)» В рамках Федеральной целевой программы «Глобальная навигационная система» на период с 2002 по 2011 г, предусмотрена разработка одночастотной аппаратуры потребителей гражданского назначения ГЛОНАСС

В условиях достаточного количества измерений стационарно расположенным одночастотным приемником, точность позиционирования будет равняться заявленной производителем (± 15 м для серийных GPS приемников), что удовлетворяет потребностям большинства наземных потребителей В городских условиях, а также в горной местности прием радиосигналов от некоторых из навигационных искусственных спутников земли (НИСЗ) может отсутствовать из-за экранировки препятствиями (зданиями, возвышенностями и тд) Это подтверждается исследованиями М О'Доннелла (М O'Don-nell) и М Петовелло (М Petovello) Поэтому требования к точности и доступности потребителей к навигационному оборудованию с использованием одного приемника СРНС GPS/ГЛОНАСС выполняются не для всех ситуаций

Одним из направлений развития аппаратуры потребителей является поиск дополнительных видов измерений для совместного использования с данными спутниковых приемников гражданского применения. В качестве дополнительных измерений можно рассматривать, например измерения высот объекта над уровнем моря барометрическим альтиметром Вклад в исследования применения интегрированных навигационных систем внесли О В Салычев, В В Воронов, О Н Анучин, Г И Емельянцев, В А Болдин, В Н Харисов, А И Перов, В С Шебшаевич

Обобщая результаты анализа исследований по проблеме интегрированного использования наземными потребителями спутниковых радионавигационных систем с другими измерителями, в том числе и с альтиметром, можно заключить, что известные пути решения имеют недостатки, препятствующие их широкому применению Следовательно, поиск новых методов обработки навигационной информации при интегрировании спутникового приемника и барометрического альтиметра является актуальной задачей Цель диссертационной работы.

Разработка алгоритмов решения навигационной задачи при интегрировании системы спутниковой навигации барометрическим альтиметром в качестве вспомогательного измерительного устройства для повышения точности позиционирования наземных объектов

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи

— обосновать целесообразность сочетания приемника СРНС и барометрического альтиметра для решения навигационной задачи в условиях ограниченной видимости навигационных спутников,

— разработать алгоритм решения навигационной задачи по выборке минимального объема одновременных измерений приемника СРНС и барометрического альтиметра,

— разработать алгоритм решения навигационной задачи по избыточному объему измерений приемника СРНС и барометрического альтиметра, для повышения точности позиционирования,

— разработать методику совместного применения приемника СРНС и барометрического альтиметра для решения задач геодезической привязки инженерно-технических объектов,

— разработать методику калибровки абсолютных показаний барометрического альтиметра по данным спутниковых измерений

Объект исследования. В качестве объекта исследования выбраны аппаратно-программные методы обработки информации спутниковыми навигационными системами

Предмет исследования. Интегрирование одночастотного спутникового приемника с внешним источником информации - барометрическим альтиметром для повышения точности местоопределения

Методы исследования. В диссертационной работе применялись численные методы решения систем нелинейных уравнений, методы оптимальной фильтрации, математической обработки наблюдений, теории фигуры Земли, ускоренной разработки компьютерных приложений, экспериментальных исследований и вычислительных экспериментов Было использовано следующее программное обеспечение MapSource® Trip&Waypoint Manager v3, GPS TrackMaker® Program, OziExpIorer GPS Mapping Software, GPSMapEdit, Borland Delphi 7

Научная новизна работы заключается в следующем

1 Предложен и обоснован новый метод решения навигационной задачи в геодезических координатах при трех спутниковых измерениях с использованием данных высотомера

2 Разработаны алгоритмы решения навигационной задачи по выборке минимального объема одновременных измерений и, для повышения точности местоопределения потребителя, по избыточному объему одновременных измерений при интегрировании системы спутниковой навигации барометрическим альтиметром

3 Предложен новый способ решения задачи юстировки антенн радиорелейных линий (РРЛ) с помощью доступного одночастотного приемника СРНС в сочетании с барометрическим альтиметром

4 Разработан метод калибровки барометрического альтиметра по данным спутниковых измерений с применением алгоритма калмановской фильтрации

5 Разработана компьютерная программа «Моделирование алгоритма калмановской фильтрации при калибровке альтиметра (Профиль 1.0)», предназначенная для исследования эффективности процесса калибровки барометрического альтиметра по данным измерений высоты спутниковым навигационным приемником с применением рекуррентного фильтра

6 Сформулированы принципы построения аппаратуры потребителей при использовании электронного датчика барометрического измерения высоты в качестве вспомогательного устройства со спутниковой системой позиционирования

Достоверность результатов подтверждается математически корректной методикой вывода формул и разработки алгоритмов, а также их проверкой результатами, полученными при проведении экспериментов

Практическая значимость. Результаты исследований могут быть использованы при разработке и технической реализации аппаратуры потребителей, применяемой при позиционировании наземных транспортных средств Предложенные и разработанные алгоритмы обработки навигационной информации позволяют повысить точность определения местоположения за счет привлечения дополнительных измерений барометрического альтиметра Предложенный способ юстировки антенн РРЛ, основанный на использовании доступного одночастотного приемника СРНС в сочетании с барометрическим альтиметром, признан патентоспособным (Запрос ФИПС от 14 03 2008) Разработанное программное обеспечение внедрено в учебный процесс Иркутского государственного лингвистического университета

На защиту выносятся следующие положения и результаты:

1 Алгоритмы решения навигационной задачи по выборке минимального объема спутниковых измерений и при избыточности измерений

2 Способ грубой юстировки антенн РРЛ с помощью одночастотного приемника СРНС в сочетании с барометрическим альтиметром

3 Метод калибровки барометрического альтиметра по данным спутниковых измерений

4 Алгоритм функционирования аппаратуры потребителей при интегрировании альтиметра и спутникового навигационного приемника

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на семинаре по навигационным системам в Иркутском государственном университете путей сообщения в марте 2007 года, VI межвузовской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные проблемы радиоэлектроники и связи», Иркутск, 3 мая 2007 года, на 9-й всероссийской научно-технической конференции молодых ученых и студентов «Современные проблемы радиоэлектроники», Красноярск, 4-5 мая 2007 года, XIV Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам, 28-30 мая 2007 года

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 6 печатных работах, в том числе 5 статей в научных сборниках и 1 текст доклада Из общего числа публикаций 3 в едином авторстве и 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК Библиографическое описание публикаций приведено в конце автореферата

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и 4-х приложений Общий объем работы - 140 страниц, из них 115 страниц основного текста, 53 рисунка, 3 таблицы Библиографический список включает 113 наименований Автор выражает огромную благодарность д ф -м н, профессору кафедры электроники и телекоммуникационных систем ИрГТУ А И Агарышеву за помощь в осмыслении полученных результатов и генеральному директору ООО «Навигатор» А В Тимошкову за предоставленное навигационное оборудование и программное обеспечение для проведения экспериментов

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика работы, отражена актуальность ее темы, сформулированы цель и решаемые задачи, новизна, приведены защищаемые положения

В первой главе рассмотрены общие сведения о навигационных определениях в навигационной аппаратуре гражданского применения методом беззапросных измерений псевдодальностей между г-м спутником и потребителем, с последующим расчетом координат потребителя

=Д,+Л,= [(Х,-ЛГУ+(^-У)г+(2,-2)1]'2+Л', ( = 1(1)4 (О

где Х„ У„ 2, - известные на момент измерения координаты 1-го спутника,

X, координаты потребителя, К' - разность между измеренной и истин-

ной дальностью обусловленная расхождением шкал времени спутника и потребителя К = с( (с - скорость распространения электромагнитных волн в пространстве) Для решения навигационной задачи минимально необходимый объем выборки измерений равняется четырем, т е числу оцениваемых параметров

Определены требования наземных потребителей к радионавигационным системам по определению координат места, параметров движения и пространственной ориентации При решении большинства задач, связанных с обеспечением безопасности движения и организации перевозок пассажиров и грузов в процессе хозяйственной деятельности, точность местоопределения транспортных средств должна составлять не более ±100 м (предельная погрешность) При решении специальных задач (слежение за экологически опасными грузами, защита от угона и поиск угнанных средств и т д) требования к точности местоопределения являются более высокими - не хуже 5 15 м (предельная погрешность)

Рассмотрены особенности позиционирования наземного транспорта Когда приемник передвигается, появляются ошибки местоопределения, вызванные тем, что в отличие от авиационного либо морского использования в городской застройке, в гористой местности видимость спутников ограничена Использования одной аппаратуры ГЛОНАСС/СРБ в автономном режиме становится не достаточно и требуемая точность 5 15 м не достижима Для непрерывного навигационного обеспечения при передвижении в условиях городской высотной застройки или в условиях горных ущелий, требуются дополнительные источники информации

В главе приведено описание технологии геодезической привязки и выноса на местность проектных точек инженерных сооружений, в частности антенных опор РРЛ и последующей юстировки антенн Установлено, что это довольно трудоемкая и неоднозначная процедура, требующая значительных временных и рабочих ресурсов Проведение работ значительно упрощается при использовании средств СРНС, однако для этого требуется сложная и дорогостоящая аппаратура геодезического класса Большое значение имеет разработка методики, позволяющей оптимизировать проведение работ по ориентации антенных систем радиорелейных станций Особого внимания требует подбор доступного оборудования, не требующего высокой квалификации персонала Одним из решений является поиск дополнительных измерений для совместного использования с данными спутниковых приемников навигационного класса

Установлено, что для непрерывного навигационного обеспечения наземных потребителей требуются дополнительные источники информации, которые при комплексном использовании с информацией приемников СРНС позволят повысить эффективность последних Проведен обзор интегрирован-

ных средств навигации наземных пользователей Установлено, что предлагаемые пути решения имеют недостатки, препятствующие их широкому применению

Во второй главе предложен метод использования данных высотомера при трех спутниковых измерениях Проведено сравнение с известными подходами по совместному использованию спутниковых измерений и измерений высоты Определены недостатки существующих ранее методов, заключающиеся в наличии достаточно значительной погрешности Предложенный метод основан на решении навигационной задачи в геодезических координатах на эллипсоиде Красовского (большая полуось а = 6378245 м, сжатие а= 1/298,3) В результате преобразования геоцентрических координат в геодезические получена система уравнений

К = - iN + # )cos Seos Lf +(Y,-{N + H)eos Bsm Lj +

i (2) + (Z, -[(l -e2)N+ H]sinbJ]'j +R'

где N - радиус кривизны первого вертикала на данной широте, который опре-N = aNl-e1 sin* В

деляется по формуле , е - эксцентриситет эллипсоида

е2 = 2а - а2, Н- высота над уровнем моря или над поверхностью эллипсоида, измеренная альтиметром, В - геодезическая широта точки, рад, L - геодезическая долгота точки, рад

Для однозначного решения системы (2) достаточно трех уравнений Сочетание альтиметра с приемником СРНС позволит решать навигационные задачи при измерении 3-х псевдодальностей, т е повышает вероятность решения этих задач при ограниченной радиовидимости НИСЗ

Найдено решение полученной системы нелинейных уравнений итерационным методом Ньютона Исходные уравнения в обобщенном виде

' = К1)3 (3)

где х - вектор оцениваемых параметров объекта, т е х = [В, L, R']

Вектор разностей измеренных R¡¡, и расчетных величин Ro„ определяем как функцию F(x), т е F(x) = Rd - R0 Решение системы (3) методом Ньютона представляет собой процесс многократной обработки результатов навигационных измерений по формуле

к= 1,2, - номер итерационного цикла

аМх)

Эх

Элементы матрицы - частные производные от измеряемых

псевдодальностей по определяемым параметрам

дЛ,(В, ¿, К) 57?, (Д, /,, К) 8К,(В,Ь, Л')

дБ ' д1 дК ^ '

Для нулевого приближения значений координат потребителя В((>\ ¿(0), К'(0> приняты известные координаты на момент потери сигнала от четвертого

аух)

Эх

спутника Матрица и вектор ошибок - на первой итерации рас-

считывают на основании априорных данных, а на последующих итерациях на основании данных, полученных на предыдущих итерациях Итерационные циклы повторяют до достижения заданной точности Найденное решение навигационной задачи применимо к выборке минимального объема одновременных измерений

Барометрические электронные датчики обладают высокой относительной точностью (± 3 м) Обработка большего числа измерений, и если хоть один из параметров измеряется более точно, повысит общую точность определения координат Для оценивания координат потребителя по выборке измерений избыточного объема предложено применить метод наименьших квадратов

Рассмотрим систему из п уравнений вида (2) Псевдодальности, содержа-

К. — /? + 77

щие ошибки измерения ц, обозначим, как \те Л * ' Все измерения л в векторном виде

Й, = Мх)+Ч (6)

Х„

Пусть - некоторое начальное приближение искомого вектора х, полученное по (4) В качестве вектора измерений у принимаем

(7)

Решением этого уравнения методом наименьших квадратов будет

х = х„ + (нтРн)' НТР(Й„ - Н„(х0)) (В)

где Н - матрица, определяемая выражением

Ее компоненты вычисляют аналогично тому, как это было сделано в (5) и она является невырожденной

В качестве весовой матрицы Р используем обратную матрицу априорных дисперсий исходя из априорных предположений о точности каждого отдельного наблюдения, т е Р = В общем случае корреляционная матрица погрешностей измерения дальностей по п НИСЗ имеет вид-

( а] г, „ст.ст.

ч

(10)

где и, — среднеквадратическая погрешность измерения дальности до 1-го НИСЗ, гу — коэффициент корреляции погрешностей измерения дальностей до 1-го иу-го НИСЗ В нашем случае измерения являются независимыми гц=0, а, = 15 м Данный метод оценивания позволяет улучшить точность навигационных определений при организации итерационного процесса

На этапе ввода в эксплуатацию радиорелейных линий передачи информации необходима грубая юстировка приемо-передающих антенн, до появления принимаемого сигнала, что представляет достаточно трудную задачу Предложен способ юстировки антенн РРЛ с помощью доступного одночас-тотного приемника СРНС в сочетании с барометрическим альтиметром С помощью спутникового приемника определяют местоположение и высоту одной точки, данные заносят в память прибора Затем определяют местоположение и высоту второй точки Используя функцию поиска обратного пути, по стрелке прибора ориентируют антенну в азимутальной плоскости

Углы места главных лепестков диаграмм направленности рассчитывают по измеренным разностям высот антенн над уровнем моря и расстояниям между антеннами, по известным тригонометрическим соотношениям (рис 1)

Затем по той же схеме производят ориентацию антенны в первой точке.

Предложенный способ имеет преимущество перед известными простотой реализации и пониженными трудозатратами. Максимальная погрешность в азимутальной плоскости составляет 0,006 радиан (0,3438°) и 0,00173 радиана (0,099°) в угловой плоскости при разности высот 1000 м.

В третьей главе приведены результаты экспериментов, проведенных для проверки автоматической калибровки альтиметра по данным спутниковых измерений, реализованной в серийно выпускаемых приемниках СРНС со встроенным барометрическим датчиком. В результате определено, что минимальное время, необходимое для автоматической калибровки альтиметра, составляет не менее часа (рис. 2) при точности ± 3 м.

0:00:00 0:07:12 0:14:24 0:21:36 0:28:48 0:36:00 0:43:12 0:50:24 0:57:36 1:04:48 1:12:00

Время, ч:мм:сс

Рис. 2. Автокалибровка барометрического альтиметра

Выполнен ряд экспериментов, с целью выяснить, участвуют ли данные измерений высотомера в навигационных определениях в спутниковых приемниках со встроенным альтиметром. В результате статистической обработки измерений по определению координат наземного объекта в различных условиях двумя приемниками СРНС, как со встроенным электронным альтиметром, так и без него, получены примерно одинаковые характеристики. Результаты измерений на стационарном объекте при избыточной видимости НИСЗ и в условиях затенения представлены на рисунках 3-5 (черным цветом изображена кривая для приемника с альтиметром).

0,002 0,001

0:00:00 0:14:24 0:28:48 0:43:12 0:57:36 1:12:00 Время, ч:мм:сс

= 5

Я Н о

^ -0,001 ^ -0,002

»■г

11 !

1:

0:00:00 0:14:24 0:28:48 0:43:12 0:57:36 1:12:00

Время, ч:мм:сс

Рис. 3. Изменение широты и долготы в условиях избыточности измерений

3 -0,004

0:00:00 0:14:24 0:28:48 0:43:12 0:57:35 1Д2.С

Время, ч:мм:сс

2

я н

о и

ч

о

ч

0,004 0,002 0

-0,002 -0,004

Г

V

0:00:00 0:14:24 0:28:48 0:43:12 0:57:36 1:12:00 Время, ч:мм:сс

Рис. 4. Отклонение координат в условиях затенения

у. м 2

0 I-4-

-Н

-н

с*

-2 I- - - 4«

-4

-6 -4 -2 0 2 4 А С альтиметром о Без альтиметра

-н-1

'А ■ ' - ь - - ? Р - а 0 1

1 п ); <£ 1.....] 11.'......и

-2 : -4

-6 -4 -2 0 2 4 6 А С альтиметром □ Без альтиметра ,

Рис. 5. Отклонение по * и от среднего значения в метрах

На движущемся объекте при достаточном приеме спутниковых сигналов оба прибора обеспечивали точность в пределах ± 15 м, в случаях неуверенного приема отклонение возрастало до 100-150 .м. Имела место ситуация полного прекращения выдачи навигационных определений. Отказы фиксировались у обоих приемников. Примеры траекторий представлены на рисунке 7 (записанная прибором без альтиметра, траектория черного цвета).

Рис. 6. Фрагменты траекторий подвижного объекта

Измерения высот, полученные от встроенного альтиметра, в серийно выпускаемых приемниках СРНС навигационного класса для повышения точности определения местоположения не используются.

Для более эффективной калибровки электронного барометрического альтиметра по спутниковым измерениям и сокращения общего времени калибровки предложен метод на основе фильтра Калмана

Истинная высота объекта Н отличается от показаний альтиметра Иа на постоянную в течение относительно большого промежутка времени величину поправки (5Л, т е Иа = Н + 5Ъ Высота И&, измеренная приемником СРНС, отличается от истинной высоты объекта на величину ошибки н', обусловленную состоянием среды распространения радиоволн, конфигурацией созвездия наблюдаемых НКА, отражающими радиоволны объектами итд,те ка = Н + V/ Примем за наблюдаемую величину разность одновременных показаний альтиметра и приемника СРНС Иа - /?я = г, которая содержит информацию об ошибке м>

Таким образом, задача калибровки альтиметра может быть сведена к нахождению оценки 5й, на основании наблюдений величины г на фоне ошибок и> Предполагаем, что ошибка зависит от многих факторов, в том числе и случайных, и является случайной величиной со средним значением, стремящимся к нулю

Модель, связывающая предыдущее состояние системы с последующим, в дискретные моменты времени выглядит как

=51и + Ч, (11)

?

где «у, — определяет вносимые возмущения за счет изменений погоды Наблюдения

г, (12)

5

Поскольку мы оцениваем одну величину ёй, то и все уравнения для фильтра Калмана примут следующий скалярный вид

<51? = <5й~ + К,[г, -) (13)

9

— (14)

р; = ( \-к,)р,- (15)

На основе заданного линейного преобразования, связывающего последующее состояние с предыдущим (11), прогнозируется оценка состояния системы, отнесенная к моменту следующего измерения

За )¥) принимаем дисперсию ошибки определения высоты спутниковым приемником. Среднеквадратическая вертикальная ошибка при местоопреде-лении с помощью одночастотного приемника составляет оу = 16,2 м. Так как все измерения у нас равноточные, то IV = оу = 262,44 для любого /.

В качестве начального приближения 6Ь0 используем разность первых отсчетов высот, измеренных спутниковым приемником и альтиметром, согласно принятой модели (11). За априорную неопределенность оценки Р0" принимаем квадрат погрешности измерений высоты альтиметром (± 3 м), т.е. Ро = З2 = 9.

Четвертая глава посвящена исследованию эффективности предложенного метода калибровки барометрического альтиметра и особенностям построения аппаратуры потребителей при совместном использовании спутниковых измерений и измерений высоты.

С целью настройки начальных параметров фильтра, а также исследования эффективности калибровки альтиметра методом, предложенным в работе, создана компьютерная программа «Моделирование алгоритма калманов-ской фильтрации при калибровке альтиметра (Профиль 1.0)».

Программа позволяет имитировать измерение высоты объекта приемником СРНС, и на основании этих данных формировать поправку к показаниям альтиметра. Предусмотрена возможность калибровки по реальным данным, полученным со спутниковой навигационной системы. Интерфейс программы представлен на рис. 8.

¡Лтрдапение Имитатор обработка Графики ¿прав а Имитатор Фильтрация Обработка! Таблица

Параметры Фильтра V/ .¿¿2.5 Р0. 150

Время 002-00

СР$-еьеога 474.57 м

Кус. 0.00828

-17.93861 £*<«) = -17.75220 Результаты ».алчбробии Выс апугиметра 1Нл(] 452.25 м Ош результата (Р1) 2.17392

сз- @ #;

а11у/»гег.5. Р0-15Р) |

Рис. 8. Интерфейс программы моделирования алгоритма калмановской фильтрации при калибровке альтиметра

Проведено исследование алгоритма калмановской фильтрации, как в режиме имитации, так и с реальными данными. В результате проведенного исследования выяснено, что для полной калибровки, т. е, когда показания альтиметра отличаются от истинной высоты менее чем на 3 м, требуется около 600 отсчетов спутникового приемника. При частоте обновления навигационной информации 1 раз в секунду, 600 отсчетов соответствует продолжительности измерений 10 мин. Теоретически заданные начальные параметры фильтра являются оптимальными, и модель состояния системы соответствует реальным данным. Кривые, наиболее полно иллюстрирующие результаты моделирования, представлены на рисунках 9, 10.

Имитация калибровки альтиметра

Имитация калибровки альтиметра

Л : ч.

0 02 00 0 04 00 0 06 00 0 08:00

Количество отсчетов

| СР5-В

530 5 510 | 490 с 470 450 430'

0:03:00 0:05:00 0:06:30

Количество отсчетов

Орг-высота -

а) стационарно б) в движении с превышением

Рис. 9. Результаты калибровки альтиметра по данным имитации

Калибровки альтиметра

Калибровки альтиметра

0:15:00 0:30:00 0:45:00 1:00:0

Время

Г ОРБ-высота —Альтиметра ■на< ~ 1

а) стационарно

/чл/Ь—

0:10:00 Время

СРБ-Еысота — Альтиметра

б) в движении

Рис. 10. Результаты калибровки альтиметра в режиме работы с реальными

данными

Для построения аппаратуры потребителей при использовании электронного датчика барометрического измерения высоты в качестве вспомогательного устройства со спутниковой системой позиционирования необходима

разработка элементной базы вторичной обработки информации, либо новый протокол передачи данных от радиоприемников СРНС Для предложенного комплексирования необходима информация с приемника СРНС об измеренных псевдодальностях и кадр служебной информации для последующей совместной обработки с измерениями альтиметра В результате вторичной обработки по (2) вычисляются геодезические широта В и долгота Ь потребителя, а также значение /?', дающее поправку к шкале времени приемника для одномоментных измерений Высота потребителя Н измеряется альтиметром

Сформулированы основные принципы формирования алгоритма обработки измерений альтиметра и навигационного приемника (см рис 11) Алгоритм предполагает работу навигационной системы в двух режимах При --достаточной или избыточ-

Начало

х„ у„ г„

А',

Вычисление Ял

Решение системы ,=1(1)4

Альтиметр

Зй'

Вычисление я* Фильтр

В, 1, Н Калмана

Уточнение В,1

Д?/

Решение системы

/«в.ь,«'),

'=1(1)3

Нет решения

Рис

11 Алгоритм навигационных определений при комплексировании спутникового приемника с альтиметром

ной видимости спутников приемник СРНС является основным источником навигационной информации На основании измерений высоты спутниковой системой с помощью фильтра Калмана формируется поправка к показаниям альтиметра в соответствии с (13)-(15) и осуществляется его калибровка После калибровки альтиметра его показания используются для уточнения координат потребителя в соответствии с (8) Когда количество спутников в зоне видимости становится менее 4-х, система использует навигационную информацию вспомогательного устройства Расчет координат потребителя производится путем решения системы уравнений (2) При восстановлении связи со спутниками измерения СРНС опять становятся основными и продолжают исполь-

зоваться для калибровки показаний электронного датчика барометрического измерения высоты В случае, когда состав рабочего спутникового созвездия становится менее 3-х, решение по местоопределению потребителя отсутствует

В заключении сформулированы основные результаты работы

1 Предложен и обоснован метод использования дополнительных данных барометрического альтиметра при позиционировании наземных подвижных объектов с использованием СРНС в условиях ограниченной радиовидимости НИСЗ

2 Решена навигационная задача при комплексировании системы спутниковой навигации барометрическим альтиметром по выборке минимального объема и, для повышения точности местоопределения потребителя, по избыточному объему одновременных измерений

3 Предложен способ, позволяющий значительно упростить процесс юстировки антенн на этапе ввода в эксплуатацию РРЛ и сократить время на подготовку и непосредственно на проведение работ Способ основан на использовании доступного одночастотного приемника СРНС в сочетании с барометрическим альтиметром

4 Предложен метод оптимальной фильтрации, который позволяет более эффективно калибровать электронный барометрический альтиметр и сократить общее время калибровки Данный метод позволяет сократить время калибровки с 1 ч до 10 мин, не ухудшая точность (± 3 м)

5 Разработан программный продукт «Моделирование алгоритма калма-новской фильтрации при калибровке альтиметра (Профиль 1.0)», предназначенный для исследования эффективности процесса калибровки барометрического альтиметра по данным измерений высоты спутниковым навигационным приемником с применением рекуррентного фильтра при различных начальных условиях

6 Реализация найденных решений навигационной задачи при совместном использовании спутниковых измерений и измерений высоты по выборкам минимального и избыточного объема одномоментных измерений, требует разработки соответствующей элементной базы С этой целью рассмотрены особенности построения аппаратуры потребителей Сформулированы основные принципы формирования алгоритма функционирования элементной базы вторичной обработки информации аппаратуры потребителей

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В изданиях, рекомендованных ВАК

1 Агарышев, А И Повышение вероятности решения навигационных задач на основе дополнительных измерений высот и азимутов [Текст] статья / А И Агарышев, М М Бусько, Н Н Куцый // Вестник Иркутского го-

су дарственного технического университета —2007 —№3 —С 28-31

2 Бусько, М М Настройка узконаправленных антенн с использованием приемника СРНС и барометрического альтиметра [Текст] статья /ММ Бусько // Вестник Иркутского государственного технического университета

— 2007 — №2 (Том 2) —С 77-78

В других журналах и изданиях

1 Бусько М М Интегрирование альтиметра и GPS/ГЛОНАСС в навигационных системах наземных подвижных объектов [Текст] статья / М М Бусько, Н Н Куцый // Информационные технологии и проблемы математического моделирования сложных систем — Иркутск ИИТМ ИрГУПС, 2005.

— Вып 2 —С 20-24

2 Бусько, М М Использование GPS и барометрического альтиметра для наземной навигации [Текст] статья /ММ Бусько // Современные проблемы радиоэлектроники Сб науч ст / ред • А И Громыко, А В Сарафанов, отв за вып В В Сухотин, С И Трегубое — Красноярск Сибирский федеральный ун-т, Политехнический ин-т, 2007 — С 130-132

3 Бусько, М М Интегрирование GPS/ГЛОНАСС с альтиметром и компасом в навигационных системах наземных подвижных объектов [Текст] доклад /ММ Бусько Сборник материалов XIV Санкт-Перебургской международной конференции по интегрированным навигационным системам, — СПб ГНЦ РФ - ЦНИИ «Электроприбор» — 2007 — С 273-275

4 Агарышев, А И Возможности совместного применения приемника спутниковой навигационной системы и барометрического альтиметра [Текст] статья / А И Агарышев, М М Бусько, Н Н Куцый // Современные проблемы радиоэлектроники и связи материалы VI межвузовской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых — Иркутск Изд-во ИрГТУ, 2007 С 7-13

Подписано в печать 04 05 2008 Формат 60x90 1/16 Бумага офсетная Печать цифровая Уел печ л 1 Тираж 100 экз Заказ 4 05

Изготовлено салон полиграфии «Savanna» г Иркутск, ул Чкалова, 12, оф 107 тел 341-662

Введение.

Глава 1. Использование средств спутниковой навигации наземными потребителями.

1.1 Решение навигационной задачи.

1.2 Особенности позиционирования наземного транспорта.

1.3 Геодезическая привязка антенн радиорелейных станций.

1.4 Обзор интегрированных средств навигации наземных пользователей.

Актуальность темы. Появление на мировом рынке услуг, предоставляемых спутниковыми радионавигационными системами (СРНС) GPS-NAVSTAR (Global Positioning System — США) и ГЛОНАСС (Глобальная Навигационная Спутниковая Система), обеспечило массовое внедрение в большинство областей человеческой деятельности навигационных спутниковых технологий. Примером является тот факт, что в настоящее время услугами систем пользуются сотни миллионов пользователей, от частных лиц до государственных учреждений и международных организаций во всем мире. Число пользователей неукоснительно растет. Обе системы «открыты» для широкого использования благодаря сделанным Правительствами России и США заявлениям о предоставлении их услуг международному сообществу на безвозмездной основе [25, 58]. Через несколько лет планируется ввод в эксплуатацию европейской спутниковой радионавигационной системы Гали-лео, имеющей так же свободный доступ для использования. Каждой из этих систем присущи свои достоинства и недостатки, но общим для них является преимущество возможности глобально, непрерывно, вне зависимости от времени суток, погодных и иных условий определять координаты потребителя с достаточно высокой точностью.

Все вышеописанное обусловило широкое применение этих технологий для решения целого ряда задач связанных с определением координат места, параметров движения и пространственной ориентации потребителей, в том числе и наземных. В наземных условиях решаются задачи, связанные с перемещением подвижных объектов (транспортные задачи) и задачи геодезической привязки объектов.

Применение технологий на основе СРНС при создании систем диспетчерского управления и контроля наземных транспортных средств различного назначения входят в перечень основных мероприятий Федеральной целевой программы «Модернизация транспортной системы России (2002-2010 г.)»

73]. Эти системы обеспечивают потребителю контроль местоположения своего транспорта его состояния, состояния перевозимых грузов. Контроль осуществляется с целью повышения оперативности и безопасности перевозок, а также управления ими и состояния перевозимых грузов [24, 37]. По обзору журнала «Автоперевозчик» на российском рынке предлагается более 10 видов глобальных систем диспетчеризации и связи автомобильного транспорта^].

Все активнее средства СРНС применяют при проведении геодезических работ, решая задачи привязки и координирования строительных объектов и технических сооружений.

Массовость использования обусловлена появлением дешевых одночас-тотных спутниковых приемников GPS для гражданского применения. В рамках Федеральной целевой программы «Глобальная навигационная система» на период с 2002 по 2011 г. [72], предусмотрена разработка одночастотной аппаратуры потребителей гражданского назначения ГЛОНАСС.

В условиях достаточного количества измерений стационарно расположенным одночастотным приёмником, точность позиционирования будет равняться заявленной производителем (как правило, 15 м для серийных GPS приемников), что удовлетворяет потребностям большинства наземных потребителей. В городских условиях, а также в горной местности с явно выраженным рельефом прием радиосигналов от некоторых из ИСЗ, которые входят в рабочее созвездие и доступны для наблюдений на открытой местности, может отсутствовать из-за экранировки различными препятствиями (зданиями, возвышенностями и т.д.). Поэтому требования к точности и доступности потребителей к навигационному оборудованию с использованием одного приёмника СРНС GPS/TJIOHACC выполнимы не для всех ситуаций. Ошибки определения высот объектов с помощью спутниковых приёмников больше ошибок определения координат объектов в горизонтальной плоскости. Повышение точности определения высот объектов необходимо при геодезической привязке инженерно-технических сооружений, например при прокладке трасс радиорелейных линий (PPJI) передачи информации.

Одним из направлений развития аппаратуры потребителей является поиск дополнительных видов измерений для совместного использования с данными спутниковых приемников гражданского применения. Дополнительными видами измерений можно рассматривать, например измерения высот объекта над уровнем моря электронным датчиком барометрического альтиметра, имеющим высокую относительную точность.

Обобщая результаты анализа исследований по проблеме интегрированного использования наземными потребителями спутниковых радионавигационных систем с другими навигационными измерителями, в том числе и с альтиметром, можно заключить, что предлагаемые пути решения имеют определенные недостатки, препятствующие их широкому применению: Следовательно, поиск новых методов обработки навигационной информации при ин- t тегрировании спутникового приемника и барометрического альтиметра является актуальной задачей.

Цель диссертационной работы. Разработка алгоритмов решения навигационной задачи при интегрировании системы спутниковой навигации барометрическим альтиметром в качестве вспомогательного измерительного устройства для повышения точности позиционирования наземных объектов.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- обосновать целесообразность сочетания приёмника СРНС и барометрического альтиметра для решения навигационной задачи в условиях ограниченной видимости навигационных спутников;

- разработать алгоритм решения навигационной задачи по выборке минимального объема одновременных измерений приемника СРНС и барометрического альтиметра;

- разработать алгоритм решения навигационной задачи по избыточному объему измерений приемника СРНС и барометрического альтиметра, для повышения точности позиционирования;

- разработать методику совместного применения приёмника СРНС и барометрического альтиметра для решения задач геодезической привязки инженерно-технических объектов;

- разработать методику калибровки абсолютных показаний барометрического альтиметра по данным спутниковых измерений.

Объект исследования. В качестве объекта исследования выбраны аппаратно-программные методы обработки информации в спутниковых навигационных системах.

Предмет исследования. Интегрирование одночастотного спутникового приемника с внешним источником информации — барометрическим альтиметром для повышения точности местоопределения.

Методы исследования. В диссертационной работе применялись численные методы решения систем нелинейных уравнений, методы оптимальной фильтрации, математической обработки наблюдений, теории фигуры Земли, ускоренной разработки компьютерных приложений, экспериментальных исследований и вычислительных экспериментов. Было использовано следующее программное обеспечение: MapSource® Trip&Waypoint Manager v3, GPS TrackMaker® Program, OziExplorer GPS Mapping Software, GPSMapEdit, Borland Delphi 7.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Предложен и обоснован новый метод решения навигационной задачи в геодезических координатах при трех спутниковых измерениях с использованием данных высотомера.

2. Разработаны алгоритмы решения навигационной задачи по выборке минимального объема одновременных измерений и, для повышения точности местоопределения потребителя, по избыточному объему одновременных измерений при интегрировании системы спутниковой навигации барометрическим альтиметром.

3. Предложен новый способ решения задачи юстировки антенн PPJI с помощью доступного одночастотного приёмника СРНС в сочетании с барометрическим альтиметром.

4. Разработан метод калибровки барометрического альтиметра по данным спутниковых измерений с применением алгоритма калмановской фильтрации.

5. Разработана компьютерная программа «Моделирование алгоритма калмановской фильтрации при калибровке альтиметра (Профиль 1.0)», для исследования эффективности процесса калибровки барометрического альтиметра по данным измерений высоты спутниковым навигационным приемником с применением рекуррентного фильтра.

6. Сформулированы принципы построения аппаратуры потребителей при использовании электронного датчика барометрического измерения высоты в качестве вспомогательного устройства со спутниковой системой позиционирования.

Достоверность результатов подтверждается математически корректной методикой вывода формул и разработки алгоритмов, а также их проверкой результатами, полученными при проведении экспериментов.

Практическая значимость работы. Результаты исследований могут быть использованы при разработке и технической реализации аппаратуры потребителей, применяемой при позиционировании наземных транспортных средств. Предложенные и разработанные алгоритмы обработки навигационной информации позволяют повысить точность определения местоположения за счет привлечения дополнительных измерений барометрического альтиметра. Предложенный способ юстировки антенн PPJI, основанный на использовании доступного одночастотного приёмника СРНС в сочетании с барометрическим альтиметром, признан патентоспособным (Запрос ФИПС от 14.03.2008). Разработанное программное обеспечение внедрено в учебный процесс Иркутского государственного лингвистического университета.

На защиту выносятся следующие положения и результаты:

1. Алгоритмы решения навигационной задачи по выборке минимального объема спутниковых измерений и при избыточности измерений.

2. Способ грубой юстировки антенн PPJI с помощью одночастотного приёмника СРНС в сочетании с барометрическим альтиметром.

3. Метод калибровки барометрического альтиметра по данным спутниковых измерений.

4. Алгоритм функционирования аппаратуры потребителей при интегрировании альтиметра и спутникового навигационного приемника.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на семинаре по навигационным системам в Иркутском государственном университете путей сообщения, март 2007 года, VI межвузовской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные проблемы радиоэлектроники и связи», Иркутск, 3 мая 2007 года, на 9-й всероссийской научно-технической конференции молодых ученых и студентов «Современные проблемы радиоэлектроники», Красноярск, 4-5 мая 2007 года, XIV Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам, 28-30 мая 2007 года.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 6 печатных работах, в том числе 5 статей в научных сборниках и 1 текст доклада.

Из общего числа публикаций 3 в едином авторстве и 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и 3-х приложений. Общий объем работы — 140 страниц, из них 115 страниц основного текста, 53 рисунка, 3 таблицы. Библиографический список включает 113 наименований.

Основные результаты диссертационной работы состоят в следующем.

1. Предложен и обоснован метод использования дополнительных данных барометрического альтиметра при позиционировании наземных подвижных объектов с помощью приемника СРНС в условиях ограниченной радиовидимости НИСЗ. Метод реализуется на решении полученной системы уравнений, и позволяет однозначно определить местоположение наземного объекта в геодезических координатах при 3-х спутниковых измерениях. Преимущество этого метода состоит в том, что исключается влияние возможной погрешности, вызванной различием геодезических и геоцентрических широт.

2. Решена навигационная задача по выборке минимального объема одновременных измерений при комплексировании системы спутниковой навигации барометрическим альтиметром. Решение сводится к решению системы нелинейных уравнений итерационным методом Ньютона. Заданы начальные значения для данного метода. В процессе решения простроена линейная модель вектор-функции путем разложения в ряд Тейлора и определена матрица Якоби.

3. Определена возможность использования измерения высоты, для повышения точности местоопределения потребителя в случае избыточности измерений. Найдено решение навигационной задачи при количестве одномоментных измерений, превышающем число определяемых параметров, и найдена ковариационная матрица погрешностей оценок. Для математической обработки измерений и оценивания координат потребителя применен метод наименьших квадратов.

4. Предложен способ решения задачи юстировки антенн PPJ1 с помощью доступного одночастотного приёмника СРНС в сочетании с барометрическим альтиметром. Описана методика оптимизации процедуры ориентации главных лепестков ДН приёмо-передающих антенн на этапе ввода в эксплуатацию радиорелейных линий (PPJI) передачи информации. Эта методика позволяет значительно упростить процесс юстировки, при любой протяженности радиорелейной трассы, независимо от погодных условий, снизить и требования к количеству и квалификации персонала, сократить время на подготовку и непосредственно на проведение работ.

5. Предложен метод оптимальной фильтрации, который позволяет более эффективно калибровать электронный барометрический альтиметр и сократить общее время калибровки. Формирование поправки к показаниям альтиметра по данным спутниковых измерений осуществляется с применением алгоритма калмановской фильтрации, в котором поступающая новая информация используется для непрерывной корректировки ранее сделанной оценки. Данный метод позволяет сократить время калибровки с 1 ч до 10 мин, при этом не ухудшая точность (± 3 м).

6. Разработана компьютерная программа «Моделирование алгоритма калмановской фильтрации при калибровке альтиметра (Профиль 1.0)», предназначенная для исследования эффективности процесса калибровки барометрического альтиметра по данным измерений высоты спутниковым навигационным приемником с применением рекуррентного фильтра при различных начальных условиях. Программа позволяет имитировать измерение высоты объекта приемником СРНС, и на основании этих данных формировать поправку к показаниям альтиметра с целью его калибровки. Предусмотрена возможность калибровки по реальным данным, полученным со спутниковой навигационной системы. С помощью программы протестирован предложенный метод калибровки, в результате выявлена его высокая эффективность. Разработанное программное обеспечение внедрено в учебный процесс по ряду дисциплин в Иркутском государственном лингвистическом университете и подана заявка на регистрацию в отраслевой фонд алгоритмов и программ.

7. Реализация найденных решений навигационной задачи при совместном использовании спутниковых измерений и измерений высоты по выборкам минимального и избыточного объема одномоментных измерений, требует разработки соответствующей элементной базы. С этой целью рассмотрены особенности построения аппаратуры потребителей, позволяющей обрабатывать измерения альтиметра и спутникового навигационного приемника. Сформулированы основные принципы формирования алгоритма функционирования элементной базы вторичной обработки информации аппаратуры потребителей.

Заключение

1. Абалакин, В. К. Справочное руководство по небесной динамике и астродинамике Текст. / В. К. Абалакин, Е. П. Аксенов, Е. А. Гребени-ков, В. Г. Демин, Ю. А. Рябов; под ред. Г. Н. Дубошина. — Изд. 2-е, доп. и перераб. —-М.: Наука, 1976. — 864 с.

2. Багрова, М. С. Алгоритмы комплексирования инерциального блока низкого класса точности и системы спутниковой навигации Автореферат.: дис. . канд. техн. наук: 05.11.03 / Багрова Мария Сергеевна. М., — 2002.— 121 с.

3. Бахвалов, Н. С. Численные методы Текст.: учеб. пособие для физ.-мат. специальностей вузов / Н. С. Бахвалов, Н. П. Жидков, Г. М. Кобельков; под общ. ред. Н. И. Тихонова. 2-е изд. — М.: Лаборатория базовых знаний, 2002. — 630 с.

4. Бобровский, С. И. Delphi 7. Учебный курс Текст. / С. И. Бобровский.

5. СПб.: Питер, 2005. — 736 с.

6. Болдин, В. А. Глобальная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС Текст. / Под ред. В. Н. Харисова, А. И. Перова, В. А. Бол-дина. — М.: ИПРЖР, 1998,—400 с.

7. Брамер, К. Фильтр Калмана-Бьюси. Детерминированное наблюдение и стохастическая фильтрация Текст. / К. Брамер, Г. Зиффлинг; перевод с нем. — М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1982. — 200 с.

8. Бронштейн, И. Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов Текст. / И. Н. Бронштейн, К. А. Семендяев; под ред. Г. Гроше, В. Циглера. — Изд. перераб. — М.: Наука. Физматлит, 1998.976 с.

9. Буслов, В. А. Численные методы Текст.: курс лекций в 2 ч. Ч. 2. Решение уравнений. / В. А. Буслов, С. Л. Яковлев. — СПб.: СПбГУ, 2001.—44 с.

10. Вержбицкий, В. М. Численные методы (линейная алгебра и нелинейные уравнения): Учеб. пособие для вузов. / В. М. Вержбицкий. — 2-е изд, испр. — М.: ООО «Издательский дом «ОНИКС 21 век», 2005. — 432 с.

11. Волков, Н. М. Глобальная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС Текст.: статья / Н. М. Волков, Н. Е. Иванов, В. А. Салищев, В. В. Тюбалин. // Успехи современной радиоэлектроники. — 1997. — № 1, —С. 3-20.

12. Вороховский, Я. Прецизионные приборы кварцевой стабилизации частоты для телекоммуникационных и навигационных систем Текст.: статья. / Я. Вороховский. // Chip News. — 2003. — № 9. — С. 25-29.

13. Глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС. Интерфейсный контрольный документ Текст. / Редакция 5; Координационный научно-информационный центр. — М., 2002. — 56 с.

14. ГОСТ 19.701-90 (ИСО 5807-85). Единая система программной документации. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Условные обозначения и правила выполнения. Текст. — Введ. 1992-01—01. — М. : Изд-во стандартов, 1991. — 11 с.

15. Губанов, В. С. Оценивание стохастических параметров обобщенным методом наименьших квадратов Текст. / В. С. Губанов, О. А. Титов.

16. Сообщения ИПА РАН Рос. АН, Ин-т прикл. астрономии N 60. — СПб.: ИЛА, 1994 — 12 с

17. Гурин С. Е. Спутниковые радионавигационные системы ГЛОНАСС/GPS на железнодорожном транспорте Текст.: учеб. пособие в 2 ч. / С. Е. Гурин; Моск. гос. унив-т путей сообщения. — М., 2004. — 125 е.: ил.

18. Заявление Президента США относительно решения Соединенных Штатов Америки прекратить снижение точности глобальной системы позиционирования от 1 мая 2000г.

19. Ильина, В. А. Численные методы для физиков-теоретиков Текст.: в 2 т. Том 1. / В. А. Ильина, П. К. Силаев. — Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003. — 132 с.

20. Кабо, И. Применение микроволновых радиорелейных станций для организации ТВ-репортажей с места событий Текст.: статья / Игорь Кабо, Виталий Стыцько // «625». — 2001. — № 8.

21. Карасев, В. В. Современные спутниковые радионавигационные системы (СРНС) Текст.: учеб. пособие. / В. В. Карасев; Дальневосточный гос. технич. рыбохозяйственный унив-т. — Владивосток, 2006.54 с.

22. Климат Иркутска Текст. / Ирк. Гидрометеорологическая обсерватория им. А. В. Вознесенского, под ред. Ц. А. Швер, Н. П. Форманчук.

23. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. — 247 с.

24. Конин, В. В. Спутниковые системы и технологии Текст.: курс лекций / В. В. Конин. — Киев: ЦНИИ «Навигации и управления», 2002.252 с.

25. Корн, Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров Текст. / Г. Корн, Т. Корн; под общ. ред. И. Г. Арамановича. — Изд. 6-е. — М.: Издательство «Лань», 2003. — 831 с.

26. Культин, Н. Б. Delphi в задачах и примерах Текст. / Н. Б. Культин.

27. СПб.: БХВ-Петербург, 2006. — 288 с.

28. Макаров, М. И. Навигационно-связные, информационные и телекоммуникационные технологии в управлении транспортными средствами

29. Текст.: статья. / М. И. Макаров, А. Н. Королев. // Мехатроника, Автоматизация, Управление. — 2007. — № 1, Стр. 36 39.

30. Марюхненко, В. С. Структурный синтез навигационного обеспечения информационных систем управления подвижными объектами Автореферат.: дис. . канд. техн. наук : 05.13.01 : защищена 15.12.05 / Марюхненко Виктор Сергеевич. И., 2005. - 123 с.

31. Массель, Г. Г. Психологические аспекты пользовательского интерфейса современных компьютерных систем Текст. / Г. Г. Массель. — Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2000. — 42 с.

32. Матвеев, А.С. Оптимальные системы управления: обыкновенные дифференциальные уравнения. Специальные задачи Текст.: Учеб. пособие. / А. С. Матвеев, В. А. Якубович. — СПб.: Издательство С.-Петербургского университета, 2003. — 540 с.

33. Межгосударственная радионавигационная программа государств-участников Содружества Независимых Государств на 2001-2005 годы (Концепция развития радионавигационных систем), 2001 г.

34. Мориц, Г. Современная физическая геодезия / Г. Мориц; перевод с англ. П. П. Медведева. — М. : Недра ,1983 — 392 с.

35. Невдяев, JI. Космический радиомаяк России. Часть 2. Навигационные устройства потребителей Текст.: статья / Леонид Невядев. // Сети. — 2000. —№ 1. —С. 28-34.

36. Невдяев, Л. Российский космический радиомаяк. Часть 1. Концепция построения и основные характеристики Текст.: статья / Леонид Невядев. // Сети. — 1999. — № 12. — С. 24-36.

37. Немировский, А.С. Радиорелейные и спутниковые системы передачи Текст.: учеб. пособие. / А. С. Немировский, О. С. Данилович, Ю. И. Маримонт и др. Под ред. А.С. Немировского. — М. Радио и связь, 1986. —392 с.

38. Обзор ожидаемых погодных условий. Архив фактической погоды. / Центр ФОБОС и НПЦ Мэп Мейкер. // Ресурс Internet: http://www.gismeteo.ru/.

39. Оборудование эфирно-кабельного телевидения MVDS РРС-42/40 Текст.: Техническое описание и инструкция по эксплуатации: разработчик и изготовитель НПП «ДОК» г. Санкт-Петербург. — СПб., 2002. — 14 с.

40. Пантелеев, В.Л. Наблюдение и управление динамическими объектами Текст.: курс лекций / В.Л. Пантелеев. — М.: Государственный Астрономический институт им. П. К. Штернберга МГУ. // Ресурс Internet: http://lnfml.sai.msu.ru/grav/russian/lecture/lecture.htm.

41. Пантелеев, В.Л. Теория фигуры Земли Текст.: курс лекций. / В.Л. Пантелеев. —М.: Государственный Астрономический институт им. П. К. Штернберга МГУ, 2000. // Ресурс Internet: http://lnfml.sai.msu.ru/grav/russian/lecture/lecture.htm.

42. Поваляев, Е. Дифференциальные системы спутниковой навигации. Обзор современного состояния Текст.: статья. / Е. Поваляев, С. Хуторной. // Chip News. — 2002. — № 6. — С. 14-19.

43. Поваляев, Е. Системы спутниковой навигации ГЛОНАСС и GPS. Часть 1. Текст.: статья. / Е. Поваляев, С. Хуторной // Chip News. — 2001.—№ 10. —С. 4-12.

44. Поваляев, Е. Системы спутниковой навигации ГЛОНАСС и GPS. Часть 2. Аппаратура потребителей системы Текст.: статья. / Е. Поваляев, С. Хуторной // Chip News. — 2002. — № 1. — С. 4-10.

45. Поддубный, В. В. Рестриктивная фильтрация в навигационных системах Текст.: статья. / В. В. Поддубный. // Вестник ТГУ. Общенаучный периодический журнал. Серия «Математика. Кибернетика. Информатика». — 2002. — Апрель. — Вып. № 275 — С. 202-215.

46. Понамарев, В. А. Базы данных в Delphi 7. Самоучитель Текст. / В. А. Понамарев. — СПб.: Питер, 2003. — 224 с.

47. Постановление Правительства Российской Федерации от 3 августа 1999 года №896. Об использовании в Российской Федерации глобальных навигационных спутниковых систем на транспорте и в геодезии.

48. Российский радионавигационный план // НТЦ «Интернавигация», М., 1998 г.

49. Руководства пользователя к персональным навигаторам Garmin. // Ресурс Internet: http://www8.garmin.com/support/userManual.isp.

50. Рябов, А. Все познается в сравнении Текст.: статья. / Алексей Рябов. // Автоперевозчик. — 2003. — № 7 (34). — С. 62-64. — ISSN 8046541559.

51. Самойлов, A. GPS на земле, на воде и в небе Текст.: статья. / Александр Самойлов. // Капитан-Клуб. — 1999. — № 2. — С. 24-29.

52. Сизиков, В. С. Устойчивые методы обработки результатов измерений Текст.: Учеб. пособие / B.C. Сизиков. — СПб.: Специальная литература, 1999.— 240 с.

53. Соловьев, Ю. А. Системы спутниковой навигации Текст. / Ю. А. Соловьев. — М: Эко-Трэндз, 2000. — 269 с.

54. Сотин, М. Ю. Методы преобразования растровых изображений в геоинформатике Текст.: статья. / М. Ю. Сотин. // 2004. —Ресурс Internet: http://michus.narod.ru/articles/img warp/index.html.

55. Степанов, О. А. Применение теории нелинейной фильтрации в задачах обработки навигационной информации Текст. / О. А. Степанов.

56. Издание 3-е. — СПб.: ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор», 2003. — 370 с.

57. Титов, О. А. Математические методы обработки измерений Текст.: учебп. пособ. / О. А. Титов. — СПб.: СПбГУ, 2001. — 34 с.

58. Тучин, Д. А. Кодовые измерения псевдодальности системы GPS. Модель ошибок и априорная оценка точности определения вектора положения Текст. / Д. А. Тучин. — М.: РАН. Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша, 2002. — 17 с.

59. Урличич, Ю. М. Моделирование пространственно-временного поля ионосферной задержки сигнала спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС/GPS в среде виртуальной реальности Avango Текст.: доклад. / Ю. М. Урличич, С. В. Трусов, А. А. Романов, А. В. Новиков, А.

60. Фаронов, В. В. Delphi. Программирование на языке высокого уровня Текст.: учебник для вузов. / В. В. Фаронов. — СПб.: Питер, 2005. — 640.

61. Федеральная целевая программа «Глобальная навигационная система» на период 2002-2011 годы Текст.: утв. постановлением Правительства Российской Федерации от 20 августа 2001 г. № 587.

62. Федеральная целевая программа «Модернизация транспортной системы России (2002 2010 годы)» Текст.: утв. постановлением Правительства Российской Федерации от 5 декабря 2001 г. № 848: (в ред. постановления Правительства РФ от 31.05.2006 N 338).

63. Хргиан, А. X. Физика атмосферы: Учеб. пособие для физ. спец. вузов. / А. X. Хргиан. — М.: Изд-во МГУ, 1986. — 327 с.

64. Чеботарев, Г. А. Аналитические и численные методы небесной механики Текст. / Г. А. Чеботарев. — М., Л. : Наука, 1965. — 368 с.

65. Шамси, Б. Т. Комплексирование ИНС/СРЭ-Глонасс с целью коррекции углов ориентации подвижного объекта Автореферат.: дис. . канд. техн. наук: 05.11.03 / Шамси Баша Талал. М., — 2002. — 114 с.

66. Шебшаевич, В. С. Сетевые спутниковые радионавигационные системы Текст. / В. С. Шебшаевич, П. П. Дмитриев, Н. В. Иванцевич, А.

67. B. Калугин, Э. Г. Ковалевский, И. В. Кудрявцев, В. Ю. Кутиков, Ю. Б.

68. Молчанов, Ю. А. Максютенко; под. ред. В. С. Шебшаевича. — Изд. 2-е, перераб. и доп. М. : Радио и связь, 1993 — 408 с. : ил.

69. Электронные карты. Иркутск, окрестности Иркутска, Байкальский регион, Ангарск. Электронный ресурс. — Векторные карты (595 Мб).

70. Иркутск: Восточно-Сибирское Аэрогеодезическое предприятие, Компания «Восьмое небо», 2002 г. — 1 электрон, опт. диск (CD-ROM).

71. G. Linn Roth. Enhanced (E) Loran in Telecommunication Applications: The "new" Loran and its potential in telecommunication synchronization and timing Text.: article / G. Linn Roth. — Locus Inc., Februery, 2003.21p.

72. GARMIN GPS Interface Specification Text.: Rev. 3. — USA, Kansas : Garmin Corporation, December 6, 1999. — 54 p.

73. Global Positioning System Standard Positioning Service. Performance Standard Text. / U.S. Department of Defense, Washington, October, 2001. — 66 p.

74. Global Positioning System Standard Positioning Service. Signal Specification Text. / 2nd edition. — U.S. Department of Defense, Washington,1995.—46 p.

75. GPS 18. Technical Specifications Text. — USA, Kansas : Garmin International, Inc., 2004. — 31 p.

76. GPS 35. Installation and quick start guide Text. — USA, Kansas : Garmin International, Inc., 2001. — 10 p.

77. GPS Guide for beginners Text. — USA, Kansas : Garmin Corporation, 2000.—20 p.

78. GPS TrackMaker® Program Электронный ресурс. — Дистрибутив (7,10 Мб), версия 13.1. — Brazil, Belo Horizonte MG: Odilon Ferreira Junior, individual resident, 2007. — Ресурс Internet: http://www.gpstm.com/downloads.php.

79. GPSMapEdit Электронный ресурс.: Shareware version. — Дистрибутив (2,31 Мб), версия 1.0.37.2. — Copyright © Константин Галинский, 2007. —Ресурс Internet: http://www.geopainting.com/.

80. Kaplan, Е. Understanding GPS: Principles and application Text.: Second edition. / Elliot D. Kaplan, Christopher Hegarty. ■— USA: NavtechGPS,1996. —680 p.

81. Lachapelle G. How Will Galileo Improve Positioning Performance? Text.: article / Gerald Lachapelle, M. Elizabeth Cannon, Kyle O'Keefe, Paul Alves // GPS World.— 2002. — September 1.

82. Langley R. B. Dilution of Precision Text.: article / Richard B. Langley // GPS World.— 2000. — № 1. P. 23-28.

83. Levy, L. Use Kalman Filter in navigation equipments Text.: article / Larry J. Levy. // GPS World. — 1997. — № 5. — P. 47-55.

84. Mapping Systems: General Reference Text.: article / Trimble Navigation Limited. — 1996.

85. MapSource® Trip&Waypoint Manager v3 Электронный ресурс. — Дистрибутив (55,7 Мб), версия 3. — USA, Kansas : Garmin Ltd., 2006. — 1 электрон, опт. диск (CD-ROM).

86. MEMS/GPS — малогабаритная интегрированная навигационная система Текст.: информ.-аналит. журн./ Геопрофи. — 2003. — № 3. — С. 16-17.

87. NAVSTAR GPS user equipment introduction Text. / Public release version. — 1996. — 215 p.

88. NMEA 0183 Standard For Interfacing Marine Electronic Devices Text.: Version 3.01 / National Marine Electronics Association. — January 1. — 2002. —81 p.

89. O'Donnell M. Galileo Performance. GPS Interoperability and Discriminators for Urban and Indoor Environments Text.: article / Matt O'Donnell, Trevor Watson, James Fisher, Steve Simpson, Gary Brodin, Ed Bryant, David Walsh // GPS World.— 2003. — June 1.

90. OziExplorer GPS Mapping Software Электронный ресурс. — Дистрибутив (5,07 Мб), версия 3.95.4m. — Australia: D & L Software Pty Ltd, 2006. — Ресурс Internet: http://www.oziexplorer.com/.

91. SAA1575HL. Global Positioning System (GPS) baseband processor: product specification. / Philips Semiconductors. — 1999. — Jun 10. — 56 P

92. Salychev O. S. Low Cost INS/GPS Integration: Concepts and Testing Text.: article / O.S. Salychev, V.V. Voronov, M.E. Cannon, R. Nayak, G. Lachapelle — С A, Anaheim: The Institute of Navigation, — 2000. — January 26-28 — 10 c.

93. U.S. Army Corps of Engineers manual: NAVSTAR Text. / Engineering and design NAVSTAR GLOBAL POSITIONING SYSTEM SURVEYING. — USA, Washington: 2003. — 328 p.

94. UAA1570HL. Global Positioning System (GPS) front-end receiver circuit: product specification. / Philips Semiconductors. — 1999. — May 10. — 76 p.

95. Variakojis, M. NMEA Parser Design Text. / Monte Varialcojis // Visu-alGPS, LLC. — 2002. — Nov. — P. 1 -4.

96. Weidong, D. Improving Adaptive Kalman Estimation in GPS/INS Integration Text.: article. / Weidong Ding, Jinling Wang, Chris Rizos, Doug Kinlyside. // The Journal of Navigation /UK: The Royal Institute of Navigation. — 2007. — No 60. —P. 517-529.

97. Yudan Yi. GPS + INS + Pseudolites Text.: article /, Dorota Grejner-Brzezinska, Charles Toth, Jinling Wang, Chris Rizos // GPS World.— 2003.—July 1.