9. Принципы разрешения неоднозначностей при фазовых измерениях

Как уже отмечалось ранее, при определении расстояний до спутников фазовыми методами возникает достаточно сложная проблема разрешения неоднозначности, т. е. нахождения целого числа длин волн N, укладывающихся в измеряемой длине линии от спутника до приемника. Эта сложность обусловлена, прежде всего, тем, что определяемые дальности оцениваются величинами около 20 000 км, в то время как длина волны несущих колебаний в системе GPS составляет всего 0,2 м. При таких исходных предпосылках параметр N характеризуется числами, равными около 10⁶. Следовательно, для того, чтобы не вносить грубых ошибок в результаты измерений, т. е. уверенно определять величину N с точностью до одной целой единицы, необходимо обеспечить надежное нахождение этой величины с относительной погрешностью менее, чем 1 10^-8. При этом приходится учитывать и такие факторы, как непрерывное изменение величины N из-за орбитального движения спутника, а также необходимость нахождения серии таких величин для нескольких одновременно наблюдаемых спутников, поскольку для каждого конкретного спутника величина N имеет свое индивидуальное значение.

На основе вышеизложенного при отработке подходов к выбору эффективных методов разрешения неоднозначности наблюдается стремление выполнить следующие основные предпосылки:

1) перед процедурой, связанной с определением параметра N целесообразно исключить все основные источники систематических ошибок, которые обуславливают смещение результатов измерений и искажают истинное значение N, не позволяя рассматривать его как целочисленную величину;

2) для исключения необходимости многократного определения величины N для каждого спутника по мере его орбитального движения целесообразно ограничиться нахождением этой величины только в начальной точке наблюдения конкретного спутника, а затем отслеживать ее изменения по показаниям фазоизмерительного устройства;

3) выбираемые методы должны обеспечивать точность предварительных определений значений измеряемых расстояний, связанных с процедурой разрешения неоднозначности, не хуже половинного значения длины волны несущих колебаний, т. е. применительно к GPS на уровне около 10 см;

4) желательно, чтобы предлагаемые методы были достаточно универсальными с тем, чтобы можно было их использовать при работе как с двухчастотными, так и с одночастотными приемниками, в которых исключается возможность использования двух несущих частот с целью разрешения неоднозначности.

При выполнении перечисленных выше предпосылок открывается возможность ограничиться нахождением величины N только в начальной точке отслеживаемой траектории наблюдаемого спутника, т. е. осуществить разрешение так называемой начальной неоднозначности. Применительно к такой постановке задачи есть несколько наиболее распространенных методов разрешения неоднозначностей, характерных для спутниковых GPS измерений. К ним относятся:

1) геометрический метод;

2) метод, базирующийся на комбинации кодовых и фазовых измерений;

3) метод поиска наиболее вероятных значений величины N;

4) нетривиальные методы разрешения неоднозначности.

172