11.4. СПОСОБЫ УЧЕТА В НАВИГАЦИОННОМ СЕАНСЕ СМЕЩЕНИЙ ВРЕМЕННЫХ ШКАЛ НИСЗ

В СРНС, управляемых с ограниченной территории, коррекция временных шкал путем непосредственного изменения (сведения) фаз генераторов НИСЗ может производиться лишь периодически. В интервалах времени между сведениями БХВ работают автономно, что приводит к снижению точности синхронизации из-за погрешностей сведения и хранения шкал. Погрешности хранения шкал времени определяются главным образом нестабильностью генератора БХВ и релятивистскими эффектами. Точность синхронизации можно повысить алгоритмическим

способом путем учета систематических смещений шкал времени. При алгоритмической коррекции на время автономной работы БХВ задается модель ухода его шкалы, параметры модели определяются в пункте сверки и передаются потребителю вместе с эфемеридной информацией.

Нестабильность генератора вносит в измерения погрешности как случайного, так и систематического характера. Вид и размер возмущений определяются физическими принципами построения и конструктивными особенностями генератора. Так, возмущения частоты цезиевого стандарта представляют собой белый шум; частоты кварцевых и рубидиевых стандартов кроме случайных возмущений имеют и систематические дрейфы [82, 89, 1.12]. При разработке алгоритма ввода поправок систематические дрейфы могут аппроксимироваться, например, полиномиальными функциями времени; степень полинома определяется интервалом аппроксимации и требуемой точностью представления. Если модель ухода достаточно хорошо описывает реальные процессы, то после учета смещений временной шкалы НИСЗ путем ввода поправок остаточная погрешность синхронизации БХВ определяется двумя факторами: погрешностью знания параметров модели и случайными, непрогнозируемыми возмущениями. Так, математическая модель ухода шкалы БХВ, использующего цезиевый стандарт частоты, может быть представлена на интервале времени менее одних суток в виде

где

смещение шкалы времени и частоты БХВ; - спектральная плотность эквивалентного белого шума; белый шум с единичной спектральной плотностью.

Поправка на смещение цезиевого БХВ рассчитывается при этом в соответствии с выражением где Погрешность вычисления поправки оценивается по формуле

где среднеквадратические значения и коэффициент корреляции погрешностей знания коэффициентов на момент времени

Слагаемое характеризует влияние случайных возмущений частоты генератора на погрешность синхронизации

БХВ. Для других типов хранителей модель ухода шкалы времени может представляться полиномом более высокой степени, например второй [112, 135].

Релятивистские эффекты приводят к дополнительному смещению шкалы БХВ за счет изменения гравитационного потенциала и переменной скорости полета НИСЗ. Смещение, обусловленное этими явлениями, определяется выражением [135]

где эксцентриситет; эксцентрическая аномалия; полуось орбиты.

Для упрощения алгоритма П временную поправку можно представить, как и поправку на дрейф в виде полинома. Это позволяет использовать обобщенную полиномиальную модель ухода шкалы времени, учитывающую как дрейф так и релятивистское смещение

Для орбит с эксцентриситетом менее 0,3 уравнение (11.2) аппроксимируется выражением

где Ограничившись полиномом 2-й степени, можно вычислить поправку с погрешностью не более 1 не на интервале времени [135].

Рассмотренный способ учета смещения шкалы БХВ НИСЗ используется в сетевой СРНС «Навстар», где модель ухода шкалы времени НИСЗ описывается полиномом 2-й степени с помощью трех коэффициентов и времени на которое вычислены коэффициенты. Диапазоны изменения этих величин и требуемое число разрядов для их представления даны в табл. 10.2.

Скорректированное значение времени где время, передаваемое НИСЗ.

Для такая аппроксимация обеспечивает коррекцию смещения шкалы времени из-за нестабильности БХВ и релятивистских эффектов с погрешностью не более 1 не [135].

Параметры ухода шкалы БХВ передаются на спутник ежесуточно в виде 24 комплектов данных, каждый комплект используется для учета смещений на интервале времени