Оценки качества работы контрольно-корректирующих станций, расположенных на побережьях Северного ледовитого и Тихого океанов

Оценки качества работы контрольно-корректирующих станций, расположенных на побережьях Северного ледовитого и Тихого океанов

На рисунке 1 показана траектория движения корабля и расположенные вдоль нее российские ККС. Участки траектории, выделенные синим цветом, соответствуют работе хотя бы одного из НАП в дифференциальном режиме, красным цветом – в абсолютном режиме, кругами отмечены номинальные зоны действия ККС.

 
Рис.1 Расположение российских ККС вдоль трассы перехода.

      В таблице представлена информация о российских ККС, расположенных вдоль трассы движения корабля. Желтым цветом помечены ККС, от которых принималась корректирующая информация (КИ). В качестве фактической дальность действия указана максимальная дальность, на которой хотя бы один из тестируемых НАП принимал КИ. Красным цветом выделены данные не подтвержденные при переходе.

 
Характеристики российских ККС, расположенных вдоль трассы движения корабля.

На рисунках 2–6 показаны реальные зоны приема приемниками корабля от российских ККС:

Для части ККС фактическая дальность могла бы быть большей, если бы не происходило автоматического переключения НАП на более близкую ККС.


Рис.2 Зона действия ККС №9 (Цыпнаволокский).

Рис.3 Зона действия ККС №4 (Канинский).

Рис.4 Зона действия ККС №24 (о.Олений).

Рис.5 Зона действия ККС №3 (Мыс Стерлегова).

Рис.6 Зона действия ККС №29 (Река Индигирка).

На рисунке 7 представлено поведение ошибки позиционирования в плане за все время перехода для НАП №1. Красный цвет соответствует работе приемника в абсолютном режиме, синий и голубой цвета – работе в дифференциальном режиме, цифры в прямоугольниках на желтом фоне представляют номер ККС. В соответствии с рисунком можно сделать выводы, что использование КИ от ККС №9, №3, №50, №54 и №62 повышает точность позиционирования данного НАП, использование КИ от ККС №24 и №29, практически не влияет на точность позиционирования, а использование КИ от ККС №4 ухудшает точность позиционирования.


Рис.7 Поведение ошибки позиционирования в плане для НАП №1 за все время перехода.

Более наглядно поведение ошибок позиционирования в плане и по высоте для НАП №1 при использовании КИ от ККС №4 и ККС №9 представлено на рисунках 8 и 9. На этих же рисунках представлено изменение расстояний от ККС №4 и №9 до корабля. Видно, что использование КИ от ККС №9 (Цыпонаволокский) более чем в два раза уменьшает ошибки в плане и по высоте, а использование КИ от ККС №4 (Канинский) значительно ухудшает точность позиционирования. Причем заметно наличие значительной систематической составляющей ошибки в плане, примерно, 12м и по высоте, примерно, 8м. Одной из возможных причин данного явления может быть недостаточно точная геодезическая привязка приемной антенны ККС на момент проведения эксперимента. Следует отметить, что в период перехода ККС №4 работала в экспериментальном режиме и не была введена в штатную эксплуатацию. В соответствии с рисунком 8 ошибка в плане при использовании КИ ККС №9, примерно, в два раза меньше, чем в абсолютном режиме. Ошибка по высоте при использовании КИ ККС №9 лежит в пределах от -7м до 7м, в то время как в абсолютном режиме она лежит в пределах от -5м до 17м.


Рис.8 Поведение ошибки в плане НАП №1 при прохождении ККС №9 (Цыпнаволокский) и ККС №4 (Канинский).

Рис.9 Поведение ошибки по высоте НАП №1 прохождении ККС №9 (Цыпнаволокский) и ККС №4 (Канинский).

В соответствии с рисунками 8 и 9 явной зависимости уменьшения величины ошибок позиционирования в зависимости от расстояния до ККС не прослеживается.

На рисунке 9 представлены итоговые характеристики точности в плане при приеме КИ от российских ККС. Приведены данные по трем НАП: №1 (верхняя диаграмма), №2 (средняя диаграмма) и №3 (нижняя диаграмма). Крайний левый столбец на каждой диаграмме соответствует работе НАП в абсолютном режиме. Остальные столбцы характеризуют ошибку в плане при приеме КИ от конкретной ККС. Номера ККС обозначены по оси абсцисс. Столбцы на диаграммах, соответствующие работе одной и той же ККС с разными НАП, расположены строго друг под другом. Это позволяет получить общее наглядное представление о работе представленных НАП в дифференциальном режиме по российским ККС за весь переход.


  Рис.10 Точность позиционирования НАП №1-№3 при работе с российскими ККС.

На основании проведенных исследований можно сделать некоторые выводы об эффективности использования российских ККС. Следует отметить, что буквальная оценка работы ККС по приведенным данным не совсем корректна, поскольку на фактор «абсолютный режим/дифференциальный режиме» накладывался фактор принудительного перевода НАП в работу по сигналам различных ГНСС. Также имеют место индивидуальные особенности самих НАП.

Анализ показывает, что с учетом вышеизложенного можно утверждать, что в большинстве случаев приемники, получая КИ от российских ККС, показывали лучшую точность, чем в абсолютном режиме. Достаточно определенно об этом можно говорить для ККС №№ 3, 50, 54, 62.

Повышенный уровень ошибок при работе по сигналам ККС №4 (Канинский), вызван тем, что во время перехода данная ККС еще не была введена в штатную эксплуатацию.

Ухудшение точности при использовании корректирующей информации от ККС №24, расположенной на мысе Олений и принадлежащей ГГП, наблюдалось и в 2006г. в работе судового приемника МТ-102 (РИРВ) при переходе по Северному морскому пути пограничного сторожевого корабля «Карелия». В то время эта ККС была единственной работающей на побережье Северного ледовитого океана.

Повышенный уровень ошибок НАП №3 при работе с ККС №50 и №62 в значительной степени объясняется особенностями алгоритма обработки измерений, реализованным в этом приемнике, из-за которого ошибки позиционирования данного НАП резко возрастали после смены режима движения судна. Такая смена режима движения имела место в периоды времени, когда НАП №3 принимал КИ от указанных ККС.

Оснащение побережий Северного ледовитого и Тихого океанов локальными сетями ККС является важной задачей, поскольку имеется ряд приложений, требующих высокой точности позиционирования, которая не обеспечивается в абсолютном режиме позиционирования.

Поэтому, безусловно, необходимо разобраться, почему, как показал эксперимент, сигналы от ККС в ряде случаев не улучшают и даже ухудшают точность позиционирования навигационной аппаратуры. Возможно, для этого потребуются дополнительные экспериментальные исследования.