Делаю диплом про повышение точности GNSS, оцените идею

Придумал на диплом такую штуку. Вроде все реализуемо, и уже в принципе готов все делать, все обдумал, но хочется все же обсудить, насколько это логично и т.д., т.к. некоторые сомнения все же гложут, а подсказать мне никто из преподов не может, т.к. нет специалистов у нас таких, тема, в общем то, моя инициатива. Учусь на радиоэлектронщика, но занимаюсь программированием и делаю диплом по gps, нда
Есть разностный метод получения дальностей практически без ошибок. Для этого необходима базовая станция с точным знанием ее координат, и статичным приемником в том месте. Приемник потребителя и приемник базовой станции одновременно замеряют дальности до спутника, затем эти дальности вычитаются, получается новое уравнение, но более точное. Недостатком считается требование наличия станции.
А если мы возьмем, построим для определенного положения, соответствующего нашей опорной точке, орбитальную модель движения спутников? По альманаху, я уже пробовал, можно сделать модель, из которой можно узнать на заданный период времени координаты спутника. Необходимо, конечно, подождать, пока координаты опорной точки не определятся достаточно точно, или уже самому точно знать эти координаты. Но затем, можно для любого момента времени, по орбитальной модели находить новые дальности для этой точки, и таким образом, отнимая эти дальности от измеренных приемником, реализовать разностный метод.
Ну, как, можно от этого что-нибудь выиграть?
Очень важно мнение, т.к. если уж начинать делать, то нужно знать, что это с какой-то вероятностью сработает, чем потом, когда все развалилось, искать спешно что-то новое.

Написал, и уже, кажется, что где-то тут что-то не то, что-то не сработает, а я ведь над этим долго думал -_- Вроде все логично, с синхронизацией замерки дальностей по времени разве что может быть проблема, но тут я думаю решаемо.
В общем, пожалуйста, откликнитесь, оцените!

 

Это называется кажется, двойной разностный метод. Он должен устранять ошибки от атмосферы, синхронизации часов и еще что-то.
Насколько его получится использовать вот так, как бы виртуально моделируя второй приемник с помощью орбитальной модели, т.е. используя всякие средние, эксцентрические аномалии, рассчитывать x,y,z каждого спутника, и от этого вычислять дальность между моделируемым приемником и спутником?

 

Тут идея в том, чтобы одновременно с двух приемников наблюдать один и тот же спутник, и получать дальности до него. Одну точку как бы фиксируем и виртуалим для нее приемник по альманаху, зная координаты точки можно найти дальность для любого момента времени. А остальные, полученные нормальным приемником дальности сверяем с дальностями, взятыми из опорной точки, рассчитанными для нужного момента времени. То есть дальности опорной точки используются для фиксации координат новых вычесленных точек. Так это в моем воображении работает по крайней мере)

Меня все какую-то скучную работу подсовывают делать, если по своей теме не продвинусь, то придется закусить рукава и заниматься тем, что скажут, а то диплом тю-тю.

А вообще, намекнуть можете, какие уже методы реализованы? PPP я понял, почитаю, а что еще есть? Имеется ввиду, методы, которые не используют дополнительные приборы (спидометр, измеритель высоты и т.д.), только приемник gps.

 

Не совсем понимаю. C/A код конечно использую, сырые данные с приемника.

 

Не суть пока важно, какой степени точность мне нужна, мне нужно хоть какое-то улучшение получить, потом можно дальше уже думать)
Пожалуйста, если вы знакомы с такими исследованиями, посоветуйте, куда еще можно копать. Сейчас уже этим занимаюсь, до завершения еще долго, но нужно как можно больше вариантов на случай, если с этим ничего не выйдет.

 

Давайте, я присоединюсь? На мой взгляд, тут дело не в коде или фазе. Lottarend, на мой взгляд, очень поверхностно представляет принципы ГНСС, нужно ему помочь "углубиться".

Орбитальную модель движения спутников не надо строить, за нас это делает NAVSTAR. В сообщении с каждого спутника мы получаем бортовые эфемериды, а также можем скачать высокоточные через интернет. "Для определенного положения"... спутники летают одинаково, и никакое положение базовой станции на них не влияет. (Эфемериды - это параметры движения спутников, если хотите, модель движения).

Не получится нихрена моделировать ошибки от атмосферы и еще чего-то, вычисляя дальности до спутников по известным XYZ теоретической базы -А и предполагаемыми XYZ. Теоретические дальности от точки А до спутников мы получим, но каким образом мы уточним координаты неизвестной точки Б? У нас будут в распоряжении псевдодальности, искаженные неучтенными факторами, которые мы не измерили на точке А! Что в лоб, что по лбу.
Зачем тогда огород городить и считать ненужные дальности от А до каждого спутника? Лучше запустить дирижабль-лабораторию над точкой Б со супер-сканером ионосферы, который бы детально моделировал прохождение радиоволн и вносил поправку в псевдодальности на точке Б.
И мы получим напрямую от эфемерид координаты точки Б с точностью эфемерид! (сантиметры).

Ничего подобного! При относительном методе спутниковых наблюдений мы устраняем ошибку путем сравнения двух величин с близкими искажениями. При предложенном методе мы сравниваем теоретически возможную дальность с искаженной дальностью (псевдодальностью) и получаем хрен на блюде под хреновым соусом.

Я думаю, что нужно внимательнее изучить принципы ГНСС, чтобы не изобретать велосипед (модель движения спутников и расстояния до известной точки). Методы поиска для радиоинженера могут быть в области повышения чувствительности приемников, борьбы с шумами и многолучевостью. Для программиста - можно оптимизировать известные алгоритмы вычислений, например интерполяция наблюдений на более короткие эпохи, получение решения при 1-3 спутниках или при большом наборе плохих измерений в разные дни, алгоритмы мониторинга смещения или взаимного положения движущихся приемников, получение решения из обрывков спутниковых измерения и дополнительных наземных (угол, расстояние). Можешь предложить другие частоты и формат спутникового сигнала, более точную синхронизацию времени.

 

Оно ведь будет рассчитано по альманаху или эфемеридам на тот момент времени, и есть место, определившееся по ним. Я сравню дальности, замеренные приемником во время установки точки А, с рассчитанными теоретически по модели, и внесу в модельные дальности поправку. Разве не получится?
Я так представляю, что оно будет некоторое время работать с близкими искажениями, потом нужно будет определять новую точку и рассчитывать модель для нее, и т.д.
Принципы работы действительно представляю себе слабо, пару месяцев въезжал только в то, как считаются координаты спутников.

 

Спасибо конечно, но у меня слишком мало опыта чтобы делать все это с нуля. Кроме того, из оборудования у меня только gps-приемник, нет никаких дополнительных датчиков для инерциальных данных. Другие частоты, сигналы, я предлагать не буду - это просто глупо, у меня ни достаточных знаний для таких утверждений, ни достаточного опыта.
Приму советы обратить внимание на такое-то направление, если это может помочь в повышении точности (при этом желательно поконкретнее описать то, что следует искать, работы, статьи, что-то в этом роде, а то так все равно что в стену говорить).

Это-то я уже умею делать, начинал как раз с изучения движения спутников и стандартного способа решения навигационной задачи, по этому материалов было много.

 

Может, я не правильно понял, но то, что ты предлагаешь не имеет никакого смысла (заменить базовый приемник А эмуляцией его измерений от спутников) То, что у тебя получится ни на миллиметр не увеличит точность определения координат реального приемника Б.
Интересно то, что при реализации этого способа тебе нужно будет решить "пустяковую" проблему- передавать выдуманные измерения и обрабатывать их совместно с настоящими измерениями подвижного приемника. Например, кодированием результатов эмуляции в формат поправок РТК для передачи на ровер Б. Или в стандартный РИНЕКС для постобработки, чтобы использовать существующие технологии и ПО) Вот тут-то и кроется рациональное зерно твоей задумки! Предлагаю не париться с моделью спутников и т.п., а изучить форматы данных ГНСС для записи спутниковых наблюдений.
В сети масса инструкций и спецификаций, точно не помню, но попробуй набрать в поисковике "Описание формата RINEX" , "Форматы передачи поправок RTK PTCM", "Виртуальная база VRS" Не знаю, много ли у тебя времени, но само владение этими форматами и способность их эмулировать по заданным XYZ базы, ровера и спутников уже тянет на диплом. Если заинтересуешься, то могу рассказать, как потом сделать что-нибудь полезное.

 

Lex K-G, эмулировать расчет дальностей (правильно понял?) и записывать их в один из этих форматов? Не знаю, а разве это не слишком мелко?

Рассказывайте конечно все что вам кажется полезным, мне позарез нужны идеи, мой виртуальный приемник уже разбили в пух и прах >_> Мне это очень поможет, месяц назад я вообще был в ужасе и не мог ничего сообразить совсем, так что я это очень ценю)
Тут мне предложили еще на одном из форумов сделать клиент-серверную часть по принципу DGPS, сервер будет вычислять поправки, клиент их получать и вносить изменения...
Жалко конечно, я думал, что у меня такая гениальная идея, что до нее никто не додумался) Хотелось что-нибудь свое придумать, а пока ничего своего в голову не лезет.

 

Это уже на докторскую потянет. Дипломы проще пишут.

 

Мелко?! Юноша, возможно, мы, STAR-перы отстали от жизни... Тогда Вам простенькая задачка:)
Дано:
1. Кеплеровы элементы орбит для четырех спутников за некоторый период времени, допустим один час.
(или значения XYZ спутников с дискретностью 1 с)
2. Наблюдения спутников, пусть в самом просом виде - файл РИНЕКС с наблюдениями этих четырех спутников реальным приемником любой фирмы на точке Б с известными XYZ за тот же период времени (час)
3. Координаты точки А, на которой мы приемник не ставили. Она находится от точки Б на расстоянии 1-100 км. Высотная отметка не имеет значения.
Напишите программу (пусть, консольную, пусть командной строки), которая смоделирует наблюдения известных четырех спутников на точке А таким образом, чтобы они решались с данными 1 и 2, давая в результате 3.
З. Ы. Эта "мелочь" и есть часть той идеи, которую ты хотел реализовать.
З.З.Ы. Если напишешь такую программу (на чем угодно, хоть EXEL с VBA), то ее можно использовать для моделирования работы ГНСС в учебных и практических целях. Не, знаю, как в вашем ВУЗе, но в геодезическом это диплом на "отлично".
З.З.З.Ы. Но, я понимаю, у тебя радиотехнический профиль. Тогда скажи - какой приемник в твоем распоряжении (фирма, модель), и как ты понимаешь различия между навигационными и геодезическими применениями спутниковых систем.

 

А поконкретнее можно? Что например, входит в наблюдения спутников над точкой А - азимут, угол места, дальности?
И при чем здесь 2, когда можно имея 1 и 3 повторить расчеты для точки А? Как в данном случае должны использоваться наблюдения с точки Б?
Радиотехнический мой профиль не имеет никакого значения, т.к. это лишь ярлык практически без содержимого.

Прошу не обижаться, а объяснить все как полному придурку.

 

Можно и проще. Даны файлы эфемерид в RINEX v2.0 NAV или SP3, или списки положений в XYZ, по ним сделать эмулятор ГНСС приемника,
установленного в произвольной точке Земного шара. Программа-эмулятор должна формировать как бы сырые данные в распостраненном формате, пусть RINEX OBS.
Если ты решишь эту задачу, пусть в упрощеннном виде, то хорооошая тема для диплома. Сам хотел заняться, но совсем нет времени...
Поясняю суть идеи. Мы получаем возможность моделировать работу ГНСС приемника, не выходя в поле. Хорошая обучалка для студентов и курсов повышения квалификации. Мне приходится сталкиваться с тем, чтобы научить человека всем особенностям работы со спутниковой аппаратурой, нужно его таскать с собой день, неделю, месяц по всякому гэ, на что нет ни сил, ни времени.
Напишешь, хотя бы примерный вариант? Мог бы помочь советами и с внедрением в графическую оболочку.
Можно на базе Автокада, Мапинфо или других CAD-GIS сделать среду, в которой мы бы учились расставлять приемники, планировать сеансы наблюдений, строить сети, делать съемку на основе реальных ситуаций, возникающих на практике. Затем все это обрабатывать и понимать принципы ГНСС не по скучным мануалам, а "набивая руку". Естественно, что потом потребуется пара выездов в поле для закрепления навыков. Но не сотня же!
Объяснять, "как придурку" - слишком долго. Поэтому еще раз спрашиваю: Тебя интересуют навигационные или геодезические ГНСС? Изучал ли ты конкретные форматы спутниковых сообщений - код, фаза, допплер, бортовые эфемериды? Знакомо понятие "сырые данные"? Что ты знаешь об алгоритмах решения навигационной задачи и о понятии "вычисление базовой линии"? Ответишь, тогда я пойму, какие тебе дать ссылки и на что заострить внимание.

 

Как придурку я просил объяснить, при чем здесь данные с реального приемника.
Я смотрел как расчитываются координаты спутников по эфемеридам и всякие их азимуты для наблюдателя, по статьям Келсо и еще по мелочи всякой литературы.
Наблюдалку движения спутников сделать не сложно, показать то что должен был бы получать приемник тоже.
О форматах кодовых сообщений представления не имел, пока тут не задали вопрос (знал что есть грубый C/A код и точный код, про вычисление по фазе услышал впервые [впрочем я понял, что это для двухчастотных приемников, а таких у меня нет, поэтому неинтересно] ). О вычислении навигационной задачи знаю только, что это триангуляция и система уравнений, где-то спер алгоритм и с ним экспериментировал (там решалось все матрицами, и в общем я решил пока не разбираться в решении, раз оно уже есть готовое). Что входит в геодезические ГНСС не знаю, так что видимо интересуют только навигационные. То, что входит в сырые данные полностью не смотрел, из них мне нужны были только дальности и эфемериды спутников.
Пока что я все же хочу потерпеть фиаско в реализации моей идеи, а потом искать другие варианты. Пока не увижу, что ничего не получилось, не брошу =) Простое же моделирование моему преподу вряд ли покажется интересным, но спрошу.