2904666256

1.3 Degradacja sygnału nawigacyjnego

Sygnał nawigacyjny przed dotarciem do urządzenia odbiorczego użytkownika musi przejść przez atmosferę Ziemi, co skutkuje jego degradacją — zniekształceniem, zaszumieniem i opóźnieniem. Wpływa to bezpośrednio na błędy w pomiarze nawigacyjnym. Pozycja jest określana na podstawie różnicy czasu dotarcia depeszy informacyjnej do użytkownika t\ z czasem wysłania to zapisanym w otrzymanej depeszy. W idealnej sytuacji depesza dociera do użytkownika z prędkością światła c « 300 x 10^{1 2 3 4 5 6} —, co daje podstawę do wyliczenia odległości r do satelity z punktu na Ziemi według równania r = c(ti —to)- W rzeczywistości sygnał nawigacyjny w różnych warstwach atmosfery, zależnie od warunków pogodowych, osiąga różne prędkości zbliżone do prędkości światła, co niestety skutkuje błędem w określeniu odległości r, a w dalszej kolejności nieprawidłowym wyznaczeniem pozycji na Ziemi metodą trilateracji [Wikc], [Meh08]. Zakłócenia związane z przechodzeniem sygnału przez atmosferę Ziemi powodują największe błędy w pomiarze pozycji [Meh08, strona 5]. Istnieje szereg modeli matematycznych atmosfery umożliwiających poprawę dokładności wyznaczanej pozycji [GWA01, rozdział 5],

Drugi typ błędów prowadzących do nieprawidłowych odczytów pozycji stanowią informacje związane bezpośrednio z satelitą — przekłamania efemeryd (współczynniki określające położenie satelity na orbicie) oraz błędy zegarów satelitów. Niedokładności zegarów można w pewnym stopniu niwelować, korzystając z wypracowanych dotychczas technik, podczas gdy błędy efemeryd w depeszy nawigacyjnej prowadzą bezpośrednio do zafałszowanych pomiarów pozycji.

Błędy związane z dokładnością obliczeniową urządzenia użytkownika zależą bezpośrednio od jakości układu odbiorczego. Natomiast efekty wielodrogowości [BAB⁺07, strony 101-106] są pomijane nawet w układach odbiorczych wysokiej jakości [Meh08, strona 11].

13

1

3.1    Zakłócenia atmosferyczne

Zakłócenia sygnału wynikające z budowy i zachowania atmosfery dla systemu nawigacyjnego dzieli się na dwa główne typy: błędy jonosferyczne powodujące zafałszowanie pomiaru o ±5 m oraz błędy troposferyczne zmniejszające dokładność pomiaru o ±0,5

2

m.

3

Model jonosfery

4

Zakłócenie wprowadzone przez jonosferę powoduje opóźnienie kodu pseudolosowego oraz wyprzedzenie fazy nośnej [Tsu05, strona 97]. Korekcja jonosferyczna sprowadza się do wyznaczenia poprawek czasu na podstawie znanego modelu matematycznego [Tsu05, strona 98], [Meh08, strona 12], gdzie dane są obliczone wcześniej przez odbiornik użytkownika wartości szerokości 0 i długości geograficznej A jego położenia, kąt elewacji i azymut. Model ten nazywany jest modelem Klobuchara.

5

Model troposfery

6

Model troposferyczny składa się z dwóch komponentów: "mokrego” (nie daje wysokiej dokładności poprawki) i "suchego” (o wysokiej dokładności poprawki), co odpo-