RU2649628C1 - Precision navigation system for mobile objects using glonass ground infrastructure data - Google Patents
Precision navigation system for mobile objects using glonass ground infrastructure data Download PDFInfo
- Publication number
- RU2649628C1 RU2649628C1 RU2017108861A RU2017108861A RU2649628C1 RU 2649628 C1 RU2649628 C1 RU 2649628C1 RU 2017108861 A RU2017108861 A RU 2017108861A RU 2017108861 A RU2017108861 A RU 2017108861A RU 2649628 C1 RU2649628 C1 RU 2649628C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glonass
- base station
- coast
- mobile objects
- information
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000005433 ionosphere Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000005436 troposphere Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 4
- 230000010365 information processing Effects 0.000 claims description 4
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000010267 cellular communication Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
- G01C21/24—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for cosmonautical navigation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для навигации подвижных объектов в режиме реального времени.The invention relates to the field of radio engineering and can be used for navigation of moving objects in real time.
Известна система мониторинга подвижных объектов (Рушкевич А., Осадчий В. Мониторинг подвижных объектов: российские реалии и технические инновации [Текст] / А. Рушкевич, В. Осадчий // Беспроводные технологии. - 2010. - №3. - С. 56-60 [1]), состоящая из телеметрического терминала, выполняющего следующие функции:A known monitoring system for moving objects (A. Rushkevich, V. Osadchiy. Monitoring of moving objects: Russian realities and technical innovations [Text] / A. Rushkevich, V. Osadchiy // Wireless technologies. - 2010. - No. 3. - P. 56- 60 [1]), consisting of a telemetry terminal that performs the following functions:
- определения координат подвижного объекта в автономном (абсолютном) методе при помощи спутникового ГЛОНАСС/GPS приемника,- determining the coordinates of a moving object in an autonomous (absolute) method using a satellite GLONASS / GPS receiver,
- сбора информации от бортового оборудования и дополнительных датчиков,- collecting information from on-board equipment and additional sensors,
- пересылки информации по каналам связи в диспетчерский сервер.- Forwarding information via communication channels to the dispatch server.
Кроме телеметрического терминала, в предложенную систему входит диспетчерский сервер, представляющий собой программное обеспечение, для обеспечения клиентов объективной информацией о местонахождении подвижного объекта в данный момент времени.In addition to the telemetry terminal, the proposed system includes a dispatch server, which is software, to provide customers with objective information about the location of a moving object at a given time.
Данная система обладает следующим недостатками:This system has the following disadvantages:
- в системе мониторинга подвижных объектов в качестве телеметрического терминала выступает одночастотный двухсистемный кодовый ГЛОНАСС/GPS модуль, принимающий только сигналы стандартной точности от спутников глобальных навигационных систем (ГЛОНАСС/GPS), поэтому погрешность определения местоположения подвижного объекта в данной системе составляет 5-10 м в системе координат WGS-84 (Антонович К.М. Использование спутниковых радионавигационных систем в геодезии [Текст] / К.М. Антонович // ГОУ ВПО «Сибирская государственная геодезическая академия». - М: ФГУП «Картгеоцентр», 2006. - 360 с. [2]),- in the monitoring system of moving objects, a single-frequency two-system code GLONASS / GPS module acts as a telemetry terminal, receiving only standard-accuracy signals from satellites of global navigation systems (GLONASS / GPS), therefore, the error in determining the location of a moving object in this system is 5-10 m in coordinate system WGS-84 (Antonovich K.M. Use of satellite radio navigation systems in geodesy [Text] / K.M. Antonovich // GOU VPO Siberian State Geodetic Academy ". - M: FSUE" Kartgeocenter ", 2006. - 360 p. [2]),
- в системе мониторинга подвижных объектов не вводится корректирующая информация, получаемая от базовой станции, имеющей точные координаты в системе координат WGS-84, в местоположение подвижного объекта,- in the monitoring system of moving objects, corrective information received from the base station having the exact coordinates in the coordinate system WGS-84 is not entered into the location of the moving object,
- в системе мониторинга подвижных объектов отсутствует блок обработки совместной информации, поступающей с базовой станции и подвижного объекта.- in the monitoring system of moving objects there is no block for processing joint information coming from the base station and the moving object.
Известна также система определения местоположения подвижных объектов в режиме реального времени (патент RU №2444705, 10.03.2012 [3]).A known system for determining the location of moving objects in real time (patent RU No. 2444705, 03/10/2012 [3]).
Система определения местоположения подвижных объектов в режиме реального времени, состоящая из спутников глобальных навигационных систем, диспетчерской станции, содержащей геоинформационную систему, базовой станции, подвижных объектов, оснащенных телеметрическими терминалами, на которых установлено телекоммуникационное оборудование, обеспечивающее соединение базовой станции с подвижными объектами посредством широкополосного радиодоступа, блок обработки совместной информации, поступающей с базовой станции и подвижного объекта.Real-time positioning system for moving objects, consisting of satellites of global navigation systems, a control station containing a geographic information system, a base station, mobile objects equipped with telemetry terminals, on which telecommunication equipment is installed, which provides connection of the base station with moving objects via broadband radio access , a processing unit for joint information from the base station and the mobile unit.
Недостатками данного технического решения являются:The disadvantages of this technical solution are:
- в системе мониторинга подвижных объектов в качестве телеметрического терминала выступает одночастотный двухсистемный кодовый ГЛОНАСС/GPS модуль, принимающий только сигналы стандартной точности от спутников глобальных навигационных систем (ГЛОНАСС/GPS), поэтому погрешность определения местоположения подвижного объекта с использованием корректирующей информации от диспетчерской станции, имеющей точные координаты в системе координат WGS-84, будет иметь величину, равную 1-2 м (Антонович К.М. Использование спутниковых радионавигационных систем в геодезии [Текст] / К.М. Антонович // ГОУ ВПО «Сибирская государственная геодезическая академия». - М.: ФГУП «Картгеоцентр», 2006. - 360 с.);- in the monitoring system of moving objects, a single-frequency two-system code GLONASS / GPS module acts as a telemetry terminal, receiving only standard-accuracy signals from satellites of global navigation systems (GLONASS / GPS), therefore, the error in determining the location of a moving object using corrective information from a control station having the exact coordinates in the WGS-84 coordinate system will have a value of 1-2 m (Antonovich K.M. Use of satellite radio navigation systems topics in geodesy [Text] / KM Antonovich // GOU VPO “Siberian State Geodesic Academy.” - M .: FSUE “Kartgeocenter”, 2006. - 360 p.);
- в качестве базовых станций в системе определения местоположения подвижных объектов в режиме реального времени выступают базовые станции вышек сотовой связи, координаты которых определяются в системе координат WGS-84 с погрешностью, равной 1 м (патент RU №2331082, 10.08.2008 [4]), в связи с чем, дециметровая точность определения местоположения подвижного объекта путем уточнения его методом триангуляции от не менее трех базовых станций вышек сотовой связи не может быть достигнута;- as the base stations in the system for determining the location of moving objects in real time are the base stations of cell towers, the coordinates of which are determined in the coordinate system WGS-84 with an error of 1 m (patent RU No. 2331082, 08/10/2008 [4]) therefore, the decimeter accuracy of determining the location of a moving object by refining it by the method of triangulation from at least three base stations of cell towers cannot be achieved;
- в блоке обработки совместной информации, поступающей с базовой станции и подвижного объекта, не вводятся региональные модели ионосферы и тропосферы. Аналогичные недостатки имеют аналогичные технические решения (патенты RU №2465729 С2, 27.10.2012 [5], RU №2469890 С2, 20.12.2012 [6], RU №2365061 С2, 20.08.2009 [7], RU №2164694 С2, 27.03.2001 [8]).- the regional models of the ionosphere and troposphere are not introduced in the processing unit for the joint information coming from the base station and the moving object. Similar disadvantages have similar technical solutions (patents RU No. 2465729 C2, 10.27.2012 [5], RU No. 2469890 C2, 12.20.2012 [6], RU No. 2365061 C2, 08.20.2009 [7], RU No. 2164694 C2, 27.03 .2001 [8]).
Техническая задача, решаемая также известной системой точной навигации подвижных объектов с использованием данных наземной инфраструктуры ГЛОНАСС, заключается в повышении точности и надежности определения местоположения (координат) подвижных объектов в режиме реального времени (патент RU 2582595 С1, 27.04.2016 [9]).The technical problem, also solved by the well-known accurate navigation system for moving objects using GLONASS ground infrastructure data, is to increase the accuracy and reliability of determining the location (coordinates) of moving objects in real time (patent RU 2582595 C1, 04/27/2016 [9]).
При этом поставленная задача достигается тем, что в системе точной навигации подвижных объектов с использованием данных наземной инфраструктуры ГЛОНАСС, включающей спутники глобальных навигационных систем (ГЛОНАСС, GPS, GALILEO), диспетчерскую станцию, содержащую геоинформационную систему, базовую станцию, подвижные объекты, оснащенные телеметрическими терминалами, на которых установлено телекоммуникационное оборудование, обеспечивающее соединение базовой станции с подвижными объектами посредством широкополосного радиодоступа, блок обработки совместной информации, поступающей с базовой станции и подвижного объекта, согласно изобретению в ней в качестве базовой станции используется сгенерированная сетевым программным обеспечением на основе данных наземной инфраструктуры ГЛОНАСС виртуальная базовая станция, расположенная на расстоянии 4 км 300 м от соответствующего подвижного объекта, в качестве вышеупомянутого телеметрического терминала в системе используется устройство точной навигации, созданное на базе одночастотного двухсистемного кодо-фазового чипа, принимающего сигналы вышеупомянутых глобальных навигационных спутниковых систем, подключенного к малогабаритному атомному стандарту частоты, в вышеупомянутом блоке обработки совместной информации, поступающей с базовой станции и подвижного объекта, введены региональные модели ионосферы и тропосферы, созданные в режиме реального времени, генерируемые сетевым программным обеспечением на основе данных наземной инфраструктуры ГЛОНАСС.At the same time, the task is achieved by the fact that in the system for the accurate navigation of moving objects using data from the ground-based GLONASS infrastructure, including satellites of global navigation systems (GLONASS, GPS, GALILEO), a control station containing a geographic information system, base station, mobile objects equipped with telemetry terminals on which telecommunication equipment is installed that provides the connection of the base station with mobile objects via broadband radio access, the unit processing the joint information coming from the base station and the mobile unit, according to the invention, it uses as the base station a virtual base station generated by network software based on GLONASS ground infrastructure data located at a distance of 4 km 300 m from the corresponding moving object, as the above telemetry terminal, the system uses an accurate navigation device, created on the basis of a single-frequency two-system code-phase chip, take Signals of the aforementioned global navigation satellite systems connected to the small atomic frequency standard, in the aforementioned unit for processing joint information from the base station and the moving object, regional models of the ionosphere and troposphere, created in real time, generated by network software based on data, are introduced GLONASS ground infrastructure.
Недостатком известной системы является то, что используется режим реального времени, т.е. базовая станция определяет поправки к фазам сигналов навигационных космических аппаратов (НКА) и передает их по УКВ связи потребителям, которые имеют приемники, измеряющие фазы тех же НКА. Данный метод ограничен дальностью видимости горизонта 15-20 км, т.к. используется частота УКВ диапазона. Базовые станции требуют гарантированного питания, поэтому расположены в местах, где это обеспечивается, что существенно уменьшает радиус их действия. Особенностью режима реального времени является то, что реальный период действия поправок составляет всего 3-5 сек. Также недостатком является использование виртуальной базовой станции, так как при этом присутствует восприимчивость к фальсификации и радиопомехам.A disadvantage of the known system is that it uses real time, i.e. the base station determines the corrections to the phases of the signals of navigation spacecraft (NSC) and transmits them via VHF communication to consumers who have receivers measuring the phases of the same NSC. This method is limited by the horizon visibility of 15-20 km, because The frequency of the VHF band is used. Base stations require guaranteed power, therefore they are located in places where this is provided, which significantly reduces the radius of their action. A feature of the real-time mode is that the real period of validity of amendments is only 3-5 seconds. Another drawback is the use of a virtual base station, since there is a susceptibility to tampering and radio interference.
Задачей предлагаемого технического решения является увеличение дальности действия спутниковой навигационной системы при использовании ее в морских условиях с одновременным расширением функциональных возможностей системы в части морской мобильной спутниковой связи.The objective of the proposed technical solution is to increase the range of the satellite navigation system when used in marine conditions while expanding the functionality of the system in terms of marine mobile satellite communications.
Поставленная задача решается за счет того, что в систему точной навигации подвижных объектов с использованием данных наземной инфраструктуры ГЛОНАСС, включающей спутники глобальных навигационных систем (ГЛОНАСС, GPS, GALILEO), диспетчерскую станцию, содержащую геоинформационную систему, базовую станцию, подвижные объекты, оснащенные телеметрическими терминалами, на которых установлено телекоммуникационное оборудование, обеспечивающее соединение базовой станции с подвижными объектами посредством широкополосного радиодоступа, блок обработки совместной информации, поступающей с базовой станции и подвижного объекта, в качестве вышеупомянутого телеметрического терминала в системе используется устройство точной навигации, созданное на базе одночастотного двухсистемного кодо-фазового чипа, принимающего сигналы вышеупомянутых глобальных навигационных спутниковых систем, подключенного к малогабаритному атомному стандарту частоты, в вышеупомянутом блоке обработки совместной информации, поступающей с базовой станции и подвижного объекта, введены региональные модели ионосферы и тропосферы, созданные в режиме реального времени, генерируемые сетевым программным обеспечением на основе данных наземной инфраструктуры ГЛОНАСС, дополнительно на побережье и на акватории установлены ретрансляторы, причем ретранслятор, установленный на побережье, размещен в глубине побережья, а ретрансляторы на акватории расположены на расстоянии 50 км от берега вдоль побережья, при этом при передаче информации от базовой станции на ретрансляторы используют кодовые измерения длительностью 20-30 сек. Ретранслятор, установленный на акватории, выполнен в виде буя, корпус которого выполнен из напряженного железобетона и имеет надводную часть, на которой установлено телекоммуникационное оборудование.The problem is solved due to the fact that in the system of accurate navigation of moving objects using data from the ground-based GLONASS infrastructure, including satellites of global navigation systems (GLONASS, GPS, GALILEO), a control station containing a geographic information system, base station, mobile objects equipped with telemetry terminals on which telecommunication equipment is installed that provides the connection of the base station with mobile objects via broadband radio access, the image processing unit The tabs of the joint information received from the base station and the moving object, as the aforementioned telemetry terminal, the system uses an accurate navigation device created on the basis of a single-frequency two-system code-phase chip that receives signals from the aforementioned global navigation satellite systems connected to a small-sized atomic frequency standard, in the aforementioned unit for processing joint information from the base station and the mobile unit, regional models have been introduced and real-time nospheres and tropospheres generated by network software based on GLONASS ground-based infrastructure data; additional transponders are installed on the coast and in the water, with the transponder installed on the coast located in the depth of the coast, and the transponders in the water are located at a distance of 50 km from the coast along the coast, while the transmission of information from the base station to the transponders use code measurements lasting 20-30 seconds. The repeater installed in the water area is made in the form of a buoy, the body of which is made of stressed reinforced concrete and has a surface part on which telecommunication equipment is installed.
Ввод новых элементов позволяет увеличить дальность действия и повысить надежность известной системы, а также расширить ее функциональные возможности за счет реализации канала мобильной связи.The introduction of new elements allows to increase the range and increase the reliability of the known system, as well as expand its functionality through the implementation of a mobile communication channel.
Морская мобильная спутниковая связь в настоящее время не получает широкого распространения, по сравнению с сотовой связью на суше, по ряду причин, в основном из-за высокой стоимости оборудования и тарифов на услуги и ограниченного объема предоставляемых услуг. Стоимость устройств и тарифы для спутниковой и сотовой систем связи отличаются примерно в сто раз, а для обеспечения скоростного приема и передачи через спутники требуется громоздкое оборудование, что существенно снижает мобильность связи. В то же время сетевая наземная мобильная связь (четвертое поколение) обеспечивает практически тот же уровень услуг, что и стационарные кабельные сети.Maritime mobile satellite communications are currently not widespread compared with land-based cellular communications for a number of reasons, mainly due to the high cost of equipment and tariffs for services and the limited volume of services provided. The cost of devices and tariffs for satellite and cellular communication systems differ by about a hundred times, and bulky equipment is required to ensure high-speed reception and transmission via satellites, which significantly reduces communication mobility. At the same time, the network of land mobile communications (fourth generation) provides almost the same level of services as fixed cable networks.
Развертывание сетевой связи на морских акваториях затруднено из-за отсутствия надежных плавучих носителей ретрансляционной аппаратуры. Используемые в настоящее время для морских работ заякоренные буи подвержены сильному влиянию волнения, ветра и течений, не имеют достаточно мощных источников электропитания, и поэтому не могут использоваться для размещения базовой сотовой трансляционной аппаратуры. В то же время имеется опыт создания и эксплуатации так называемых стационарных стабилизированных морских буев. Эти буи использовались в 60-х - 80-х годах прошлого века в основном для решения оборонных задач и представляли собой вертикальные стальные цилиндры длиной около 50 м и весом до 100 т, со специальной системой якорей, исключающей вращение вокруг оси. Такие буи имели высокую остойчивость и служили хорошей основой для различной аппаратуры, в основном гидроакустической.The deployment of network communications in offshore areas is difficult due to the lack of reliable floating carriers of relay equipment. The moored buoys currently used for offshore operations are subject to the strong influence of waves, wind and currents, do not have sufficiently powerful power sources, and therefore cannot be used to accommodate basic cellular broadcast equipment. At the same time, there is experience in creating and operating the so-called stationary stabilized sea buoys. These buoys were used in the 60s - 80s of the last century mainly for solving defense problems and were vertical steel cylinders with a length of about 50 m and a weight of up to 100 tons, with a special system of anchors that excluded rotation around the axis. Such buoys had high stability and served as a good basis for various equipment, mainly hydroacoustic.
Признаки ограничительной части формулы изобретения могут быть реализованы аналогично прототипу [9], посредством следующих средств и элементов: спутников глобальных навигационных систем (ГЛОНАСС, GPS, GALILEO); двухчастотных мультисистемных ГНСС приемников, принимающих сигналы спутников глобальных навигационных систем (ГЛОНАСС, GPS, GALILEO); оптоволоконных каналов связи; локальной сети Интернет; сервера сбора информации с двухчастотных мультисистемных ГНСС приемников, принимающих сигналы спутников глобальных навигационных систем (ГЛОНАСС, GPS, GALILEO); персонального компьютера с сетевым программным обеспечением; наземной инфраструктуры ГЛОНАСС; одночастотного двухсистемного кодо-фазового чипа, принимающего сигналы спутников глобальных навигационных систем (ГЛОНАСС, GPS, GALILEO); блока обработки информации, поступающей с наземной инфраструктуры ГЛОНАСС и одночастотного двухсистемного кодо-фазового чипа, подключенного к малогабаритному атомному стандарту частоты; малогабаритных атомных стандартов частоты; телекоммуникационного оборудования, для приема и передачи данных между устройством точной навигации и наземной инфраструктурой ГЛОНАСС; телекоммуникационного оборудования, для передачи данных между устройством точной навигации и диспетчерской станцией; устройства точной навигации; сервера диспетчерской станции; персонального компьютера с геоинформационной системой; диспетчерской станции; региональных моделей тропосферы и ионосферы, сгенерированные сетевым программным обеспечением.The signs of the restrictive part of the claims can be implemented similarly to the prototype [9], by the following means and elements: satellites of global navigation systems (GLONASS, GPS, GALILEO); dual-frequency multisystem GNSS receivers receiving satellite signals from global navigation systems (GLONASS, GPS, GALILEO); fiber optic communication channels; LAN Internet; a server for collecting information from dual-frequency multisystem GNSS receivers that receive signals from satellites of global navigation systems (GLONASS, GPS, GALILEO); a personal computer with network software; GLONASS ground infrastructure; single-frequency two-system code-phase chip, receiving signals from satellites of global navigation systems (GLONASS, GPS, GALILEO); a processing unit for information received from the ground-based GLONASS infrastructure and a single-frequency two-system code-phase chip connected to a small-sized atomic frequency standard; small atomic frequency standards; telecommunication equipment for receiving and transmitting data between an accurate navigation device and GLONASS ground infrastructure; telecommunication equipment for data transmission between an accurate navigation device and a control station; precision navigation devices; dispatch station server; a personal computer with a geographic information system; dispatch station; regional models of the troposphere and ionosphere generated by network software.
Дополнительно на побережье и на акватории установлены ретрансляторы, причем ретранслятор, установленный на побережье, размещен в глубине побережья, а ретрансляторы на акватории расположены на расстоянии 50 км от берега вдоль побережья, при этом при передаче информации от базовой станции на ретрансляторы используют кодовые измерения длительностью 20-30 сек. Ретранслятор, установленный на акватории, выполнен в виде буя, корпус которого выполнен из напряженного железобетона и имеет надводную часть, на которой установлено телекоммуникационное оборудование. Ретранслятор, установленный на акватории, выполнен в виде буя, корпус которого выполнен из напряженного железобетона и имеет надводную часть, на которой размещено телекоммуникационное оборудование. In addition, transponders are installed on the coast and in the water area, and the transponder installed on the coast is located in the depths of the coast, and the transponders in the water area are located 50 km from the coast along the coast. In this case, when transmitting information from the base station to the transponders, code measurements of 20 -30 sec The repeater installed in the water area is made in the form of a buoy, the body of which is made of stressed reinforced concrete and has a surface part on which telecommunication equipment is installed. The repeater installed in the water area is made in the form of a buoy, the casing of which is made of reinforced concrete and has a surface part on which telecommunication equipment is located.
Внешний вид ретранслятора, установленного на акватории, показан на чертеже.The appearance of the repeater installed in the water area is shown in the drawing.
Общая длина буя 45 м. Total buoy length 45 m.
Подводная часть: длина 30 м; диаметр 2,4 м. Надводная часть: длина корпуса 3 м; мачты 12 м. Размер мачты в плане в осях: 1.6 м × 1.6 м. Общая масса буя 103,6 т. Масса мачты 6,1 т. Плавучесть 31 т; расстояние между центрами плавучести и массы 3 м. Высота столба балласта (вода) ≈ 10 м. Собственные частоты колебаний буя:Underwater: length 30 m; diameter 2.4 m. Above-water part: body length 3 m; mast 12 m. The size of the mast in the plan in the axes: 1.6 m × 1.6 m. The total mass of the buoy 103.6 tons. Mast weight 6.1 tons. Buoyancy 31 tons; the distance between the centers of buoyancy and mass is 3 m. The height of the ballast column (water) ≈ 10 m. Natural frequencies of the buoy:
вертикальные 0,09 Гц; наклонные 0,05 Гц. Собственные частоты деформации всей конструкции (приборная нагрузка 400 кг), 1, 2) 5,73 Гц; 3, 4) 11,7 Гц; 5) 17,98 Гц; 6, 7) 23,82 Гц; 8) 25,52 Гц; 9, 10) 33,22 Гц. Усталостная нагрузка буя (срок 10 лет):vertical 0.09 Hz; inclined 0.05 Hz. Natural frequencies of deformation of the entire structure (instrument load 400 kg), 1, 2) 5.73 Hz; 3, 4) 11.7 Hz; 5) 17.98 Hz; 6, 7) 23.82 Hz; 8) 25.52 Hz; 9, 10) 33.22 Hz. Fatigue load of the buoy (term 10 years):
2,5⋅106 циклов при обеспеченности 0.995 для надводной части и 0,999 для подводной.2.5⋅10 6 cycles with a security of 0.995 for the surface part and 0.999 for the underwater part.
Предлагаемая система работает следующим образом.The proposed system works as follows.
Каждое из устройств точной навигации, установленных на подвижном объекте, принимает сигналы спутников глобальных навигационных систем (ГЛОНАСС, GPS, GALILEO) с помощью одночастотного двухсистемного кодо-фазового чипа, подключенного к малогабаритному атомному стандарту частоты. Принятые одночастотным двухсистемным кодо-фазовым чипом, подключенным к малогабаритному атомному стандарту частоты, сигналы спутников глобальных навигационных систем (ГЛОНАСС, GPS, GALILEO) поступают в блок обработки информации, в котором происходит вычисление приближенных координат подвижного объекта в системе WGS-84, на основе абсолютного метода ГНСС - позиционирования путем решения обратной линейной засечки. Эти координаты передаются с помощью телекоммуникационного оборудования, установленного на подвижном объекте, по широкополосному радиодоступу на сервер сбора информации с двухчастотных мультисистемных ГНСС приемников, принимающих сигналы спутников глобальных навигационных систем (ГЛОНАСС, GPS, GALILEO), наземной инфраструктуры ГЛОНАСС.Each of the accurate navigation devices installed on a moving object receives satellite signals from global navigation systems (GLONASS, GPS, GALILEO) using a single-frequency two-system code-phase chip connected to a small atomic frequency standard. Received by a single-frequency two-system code-phase chip connected to a small atomic frequency standard, the signals of the satellites of global navigation systems (GLONASS, GPS, GALILEO) are sent to the information processing unit, in which the approximate coordinates of the moving object in the WGS-84 system are calculated based on the absolute GNSS method - positioning by solving inverse linear notches. These coordinates are transmitted using telecommunication equipment installed on a moving object via broadband radio access to a server for collecting information from dual-frequency multisystem GNSS receivers receiving signals from satellites of global navigation systems (GLONASS, GPS, GALILEO), and GLONASS ground-based infrastructure.
Сетевое программное обеспечение, установленное на персональном компьютере, по средствам локальной сети Интернет соединяется с сервером сбора информации с двухчастотных мультисистемных ГНСС приемников, принимающих сигналы спутников глобальных навигационных систем (ГЛОНАСС, GPS, GALILEO), для получения приближенных координат подвижного объекта в режиме реального времени. Сетевое программное обеспечение, установленное на персональном компьютере, на основе приближенных координат подвижного объекта и данных наземной инфраструктуры ГЛОНАСС, включая ретрансляторы, рассчитывает для каждого подвижного объекта корректирующую информацию и региональные модели тропосферы и ионосферы.Network software installed on a personal computer via the Internet is connected to a server for collecting information from two-frequency multisystem GNSS receivers that receive signals from satellites of global navigation systems (GLONASS, GPS, GALILEO) to obtain approximate coordinates of a moving object in real time. The network software installed on a personal computer, based on the approximate coordinates of the moving object and the GLONASS ground infrastructure data, including repeaters, calculates for each moving object corrective information and regional models of the troposphere and ionosphere.
Для расчета корректирующей информации и региональной модели тропосферы и ионосферы с помощью наземной инфраструктуры ГЛОНАСС в сетевое программное обеспечение из сервера сбора информации поступает измерительная информация, полученная по средствам оптоволоконного канала связи, от двухчастотных мультисистемных ГНСС приемников, принимающих сигналы спутников глобальных навигационных систем (ГЛОНАСС, GPS, GALILEO).To calculate the corrective information and the regional model of the troposphere and ionosphere using the GLONASS ground-based infrastructure, the network software from the information collection server receives measurement information obtained by means of a fiber-optic communication channel from dual-frequency multisystem GNSS receivers that receive signals from satellites of global navigation systems (GLONASS, GPS , GALILEO).
Корректирующая информация и региональные модели тропосферы и ионосферы, сгенерированные сетевым программным обеспечением, передаются в устройство точной навигации, где регистрируются телекоммуникационным оборудованием, установленным на подвижном объекте. Затем корректирующая информация от базовой станции, транслируемая через ретрансляторы, региональные модели тропосферы и ионосферы, а также измерительная информация с одночастотного двухсистемного кодо-фазового чипа, подключенного к малогабаритному атомному стандарту частоты, поступают в блок обработки информации, в котором происходит вычисление точных координат подвижного объекта в системе WGS-84. Вычисленные блоком обработки информации точные координаты подвижного объекта в системе WGS-84 передаются с помощью телекоммуникационного оборудования в диспетчерскую станцию. Точные координаты подвижного объекта в системе WGS-84 хранятся на сервере диспетчерской станции. С сервера диспетчерской станции точные координаты передаются в геоинформационную систему, установленную на персональном компьютере, в которой визуализируется местоположение подвижного объекта.Corrective information and regional models of the troposphere and ionosphere generated by network software are transmitted to an accurate navigation device, where they are recorded by telecommunication equipment installed on a moving object. Then, the correcting information from the base station, transmitted through repeaters, regional models of the troposphere and ionosphere, as well as measuring information from a single-frequency two-system code-phase chip connected to a small-sized atomic frequency standard, enter the information processing unit, in which the exact coordinates of the moving object are calculated in the WGS-84 system. The exact coordinates of the moving object calculated by the information processing unit in the WGS-84 system are transmitted using telecommunication equipment to the dispatch station. The exact coordinates of the moving object in the WGS-84 system are stored on the dispatch station server. The exact coordinates are transmitted from the dispatch station server to a geographic information system installed on a personal computer, in which the location of the moving object is visualized.
Технический результат, достигаемый заявляемой системой точной навигации подвижных объектов с использованием данных наземной инфраструктуры ГЛОНАСС, заключается в повышении достоверности информации о местоположении подвижного объекта в режиме реального времени.The technical result achieved by the claimed system for the accurate navigation of moving objects using data from the ground-based GLONASS infrastructure is to increase the reliability of information about the location of a moving object in real time.
Источники информацииInformation sources
Рушкевич А., Осадчий В. Мониторинг подвижных объектов: российские реалии и технические инновации [Текст] / А. Рушкевич, В. Осадчий // Беспроводные технологии. - 2010. - №3. - С 56-60.Rushkevich A., Osadchiy V. Monitoring of moving objects: Russian realities and technical innovations [Text] / A. Rushkevich, V. Osadchiy // Wireless technologies. - 2010. - No. 3. - From 56-60.
К.М. Антонович // ГОУ ВПО «Сибирская государственная геодезическая академия». - М: ФГУП «Картгеоцентр», 2006. - 360 с.K.M. Antonovich // GOU VPO "Siberian State Geodetic Academy". - M: FSUE “Kartgeocenter”, 2006. - 360 p.
Патент RU №2444705, 10.03.2012.Patent RU No. 2444705, 03/10/2012.
Патент RU №2331082, 10.08.2008.Patent RU No. 2331082, 08/10/2008.
Патент RU №2465729 С2, 27.10.2012.Patent RU No. 2465729 C2, 10.27.2012.
Патент RU №2469890 С2, 20.12.2012.Patent RU No. 2469890 C2, 12.20.2012.
Патент RU №2365061 С2, 20.08.2009.Patent RU No. 2365061 C2, 08.20.2009.
Патент RU №2164694 С2, 27.03.2001.Patent RU No. 2164694 C2, 03/27/2001.
Патент RU 2582595 С1, 27.04.2016.Patent RU 2582595 C1, 04/27/2016.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017108861A RU2649628C1 (en) | 2017-03-16 | 2017-03-16 | Precision navigation system for mobile objects using glonass ground infrastructure data |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017108861A RU2649628C1 (en) | 2017-03-16 | 2017-03-16 | Precision navigation system for mobile objects using glonass ground infrastructure data |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2649628C1 true RU2649628C1 (en) | 2018-04-04 |
Family
ID=61867446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017108861A RU2649628C1 (en) | 2017-03-16 | 2017-03-16 | Precision navigation system for mobile objects using glonass ground infrastructure data |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2649628C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2774400C1 (en) * | 2021-07-16 | 2022-06-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова» | System for monitoring the technical condition of communications and navigation equipment |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7586438B1 (en) * | 2004-04-19 | 2009-09-08 | Novariant Inc. | Navigation with satellite communications |
| RU2444705C1 (en) * | 2010-11-08 | 2012-03-10 | Открытое акционерное общество "СУПЕРТЕЛ" | System for real-time location of mobile objects |
| RU2569938C2 (en) * | 2014-04-15 | 2015-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Ситекрим" | Mobile system of complex monitoring of areas of water and method of monitoring of areas of water |
| RU2575045C1 (en) * | 2014-10-13 | 2016-02-10 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | System and method of determining location of diver |
| RU2582595C1 (en) * | 2015-04-06 | 2016-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет геосистем и технологий" (СГУГиТ) | Precision navigation system for mobile objects using glonass ground infrastructure data |
-
2017
- 2017-03-16 RU RU2017108861A patent/RU2649628C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7586438B1 (en) * | 2004-04-19 | 2009-09-08 | Novariant Inc. | Navigation with satellite communications |
| RU2444705C1 (en) * | 2010-11-08 | 2012-03-10 | Открытое акционерное общество "СУПЕРТЕЛ" | System for real-time location of mobile objects |
| RU2569938C2 (en) * | 2014-04-15 | 2015-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Ситекрим" | Mobile system of complex monitoring of areas of water and method of monitoring of areas of water |
| RU2575045C1 (en) * | 2014-10-13 | 2016-02-10 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | System and method of determining location of diver |
| RU2582595C1 (en) * | 2015-04-06 | 2016-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет геосистем и технологий" (СГУГиТ) | Precision navigation system for mobile objects using glonass ground infrastructure data |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2774400C1 (en) * | 2021-07-16 | 2022-06-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова» | System for monitoring the technical condition of communications and navigation equipment |
| RU2788302C1 (en) * | 2022-04-01 | 2023-01-17 | Общество с ограниченной ответственностью "ВПК Консалтинг" | High-autonomy hardware telemetry complex for collecting and transmitting streaming and telemetry data via self-organisation wireless networks including a satellite segment |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5702070A (en) | Apparatus and method using relative GPS positioning for aircraft precision approach and landing | |
| CN100495066C (en) | Underwater GPS positioning navigation method and system without high stable frequency scale | |
| CN104459737A (en) | Satellite positioning method based on real-time beacon differential | |
| CN108919305A (en) | Beidou ground enhances band-like method of servicing and system in communications and transportation | |
| CN103760585B (en) | Satellite and earth combination positioning method applicable to forest region | |
| Specht et al. | A history of maritime radio-navigation positioning systems used in Poland | |
| Hesselbarth et al. | Enabling assistance functions for the safe navigation of inland waterways | |
| CN110568463A (en) | Buoy underwater positioning and position reporting method and device based on Beidou | |
| KR20060061945A (en) | Remote control system and remote control using wireless internet and dgps | |
| Shi et al. | Satellite navigation for digital earth | |
| KR20070065319A (en) | Relative positioning method and relative positioning system using satellite | |
| RU2649628C1 (en) | Precision navigation system for mobile objects using glonass ground infrastructure data | |
| CN103235317A (en) | Marine global navigation satellite system (GNSS) high accuracy positioning service system and method | |
| Zogg | GPS basics | |
| Tyler et al. | Location and guidance for site‐specific management | |
| Rogowski et al. | Evaluation of positioning functionality in ASG EUPOS for hydrography and off-shore navigation | |
| Specht et al. | The Use of GNSS Geodetic Networks on the Approach to the Ports-Gulf of Gdańsk Study | |
| Rizos et al. | Status and trends for high precision GPS kinematic positioning | |
| Hoppe et al. | Developments in radio navigation systems | |
| Jahn et al. | Development and Realisation of a Real-Time High Precision Positioning SSR-RTK Service for the North Sea Exclusive Economic Zone | |
| Januszewski | Modernization of satellite navigation systems and theirs new maritime applications | |
| Namie et al. | RTK-GPS positioning in Japan by virtual reference station (VRS) system with GPS-based control stations | |
| Khatun et al. | Preliminary Study on Utilizing GNSS-based Techniques for Enhanced Height Estimation for Vessels in Finnish Waterways | |
| Makar | Limitations of Multi-GNSS Positioning of USV in Area with High Harbour Infrastructure. Electronics 2023, 12, 697 | |
| CA2585143C (en) | Relative measuring method and relative measuring system using satellite |