Nowa metoda oceny dokładności wyznaczeń GNSS na potrzeby monitoringu pojazdów

Transkrypt

1 NOWAK Aleksader Nowa metoda oce dokładości waceń GN a potreb moitorigu pojadów WĘP Wkorstaie satelitarch sstemów awigacjch GN od ag.: Global Navigatio atellite stems do moitorigu pojadów staje się cora bardiej powseche. Miiaturacja odbiorików, łatwość ich połąceia imi sesorami ora spadek ce układów GN spowodował, Ŝe określaie lokaliacji pojadu a pomocą techik satelitarch jest taie, proste i wgode w astosowaiach praktcch. W warukach omialch brak preskód tereowch ora cików akłócającch propagację sgału satelitarego i powodującch jego degradację awet prost, iedrogi odbiorik moŝe wacć połoŝeie obiektu dokładością a poiomie pojedcch metrów. Jedak waruki omiale do waceń GN wstępują tlko a otwartej prestrei. Obecość budków, drew i ich preskód powodującch tłumieie bądź odbijaie sgałów satelitarch ora źródeł silego promieiowaia elektromagetcego moŝe prowadić do duŝo więks błędów pocji, a awet okresowch prerw w wacaiu połoŝeia moitorowaego pojadu. Problem te porusoo międ imi w [5,6,7,]. W wiąku tm, poŝądam jest, Ŝeb oprogramowaie odbiorika awigacji satelitarej bło w staie oceić dokładość wacoch współrędch pocji w casie recwistm i iformować uŝtkowika, gd bieŝąc błąd prekroc ustaloą wartość graicą. echologia ta określaa jest akroimem AIM od ag.: eciever Autoomous Itegrit Moitorig, którego rowiięciem w jęku polskim jest: Autoomice Moitorowaie Wiargodości Poiomu Odbiorika. W iiejsej publikacji predstawioo geeę powstaia i ogól ars owej autorskiej metod oce dokładości waceń GN a potreb moitorigu pojadów.. WYZNACZANIE WPÓŁZĘDNYCH POZYCJI W YEMACH GN Klarowe predstawieie propocji owej metod AIM, wmaga predstawieia ogólej idei procesu określaia pocji w awigacjch sstemach satelitarch... Pseudoodległość metod i błęd pomiaru GN alicam do sstemów stadiometrcch, poiewaŝ wacaie współrędch bauje a pomiare odległości do obiektów o ach współrędch, którmi w tm prpadku są stuce satelit Ziemi. atelit porusają się a tw. średich orbitach i trasmitują w kieruku Ziemi sgał uŝtece o specjalej strukture, awierające pewe iformacje wae depesą awigacją. Promieie orbit róŝią się ieco w aleŝości od sstemu, ale moŝa prjąć, Ŝe jest to wartość ok. 6 6 km. WróŜiam dwie główe metod pomiaru odległości do satelit: kodowa, faowa. Pierwsa ich jest metodą podstawową, którą realiują wsstkie odbioriki GN. Pomiar odległości polega w iej a określeiu casu prejścia sgału od satelit do odbiorika a podstawie korelacji kodów pseudoprpadkowch geerowach pre satelitę i odbiorik. Kod geerowae są a podstawie worców cęstotliwości, którmi a satelitach są wsoce stabile egar atomowe, schroiowae okresowo pre kotrol segmet aiem daego sstemu. W odbiorikach atomiast są to egar kwarcowe, o decdowaie iŝsej stabilości, powodujące duŝ błąd pomiaru Politechika Gdańska, WILiŚ, Katedra Geodeji, 8-68 Gdańsk, ul. Narutowica /3, tel , aleksader.owak@geodeja.pl 476

2 casu prejścia sgału, wa błędem egara odbiorika. PoiewaŜ błąd te jest iea w momecie wkoaia pomiaru, waca się go jako cwartą iewiadomą w rówaiach obserwacjch poostałe tr to trójwmiarowe współręde połoŝeia, a mieroą w te sposób odległość określa się miaem pseudoodległości. Ideę kodowego pomiaru pseudoodległości predstawioo a poiŝsm rsuku. s.. Idea kodowej metod pomiaru pseudoodległości Dokładość pomiaru odległości w metodie kodowej po waceiu błędu egara odbiorika waha się a poiomie pojedcch metrów. Pomiar kodow moŝe wstępować rówieŝ w wersji róŝicowej, gdie uŝtkowik otrmuje dodatkowe korekt oblicae a podstawie pomiarów wkoach pre stacje referecje odbioriki umiescoe a puktach o ach współrędch. Dięki metodie róŝicowej dokładość pomiaru pseudoodległości wrasta awet do poiomu submetrowego. Metoda faowa pomiaru pseudoodległości jest duŝo bardiej łoŝoa i w astosowaiach praktcch wkorstuje się ją główie w wersji róŝicowej. Główm makametem metod faowej jest tw. ieoacoość pomiaru. W wiku pomiaru faowego otrmujem odległość od pocątku cklu faowego cli akresu od do λ, gdie λ długość fali ośej. PoiewaŜ w satelitarch sstemach stadiometrcch wkorstuje się cęstotliwości akresu ~.-.7 GH, to długości fali wosą od klikuastu do kilkudiesięciu cm. Niewiadomą poostaje atomiast licba pełch ckli faowch dielącch satelitę i odbiorik, cli wspomiaa ieoacoość pomiaru. Najcęściej stosowaa w praktce techika rowiąwaia tego problemu bauje a kombiacji rówań opisującch róŝicow pomiar kodow i faow. PoiewaŜ pomiar faowe stosowae są główie w geodeji e wględu a cetmetrowe dokładości uskiwach współrędch i koiecość stosowaia drogich odbiorików, ie będą oe rowaŝae w dalsej cęści publikacji. W wiku pomiaru kodowego otrmujem pseudoodległość, którą moŝem predstawić jako sumę astępującch składowch: odległość recwista dieląca satelitę i odbiorik, ekwiwalet metrow błędu egara odbiorika c δ gdie c prędkość propagacji fali elektromagetcej w próŝi, δ - błąd egara odbiorika, błędów prpadkowch pomiaru ε. kładowe te predstawioo a poiŝsm rsuku. 477

3 s.. kładowe pomiaru pseudoodległości Zatem pomiar pseudoodległości moŝem predstawić a pomocą rówaia: c δ ε. PoiewaŜ odległość recwistą dielącą satelitę i odbiorik opisuje astępująca aleŝość:, gdie:,, ae współręde połoŝeia satelit w momecie wkoaia pomiaru,,, ieae współręde odbiorika, rówaie prjmie postać: c δ ε. 3 WróŜiam astępujące źródła błędów prpadkowch pomiaru pseudoodległości: wiąae segmetem kosmicm: błąd egara satelit, błąd efemerdal współrędch połoŝeia satelit a orbicie, wiąae ośrodkiem propagacji fali: błąd joosferc, błąd troposferc, wielodrogowość sgału tw. multi-pathig, wiąae odbiorikiem: błęd wikające metod pomiaru, astosowach algortmów ora sumów własch odbiorika wiąae jakością uŝtch do budow podespołów. Na otwartej prestrei brak preskód tereowch jawisko wielodrogowości sgałów praktcie ie wstępuje pred sgałami odbitmi od podłoŝa współcese odbioriki abepiecoe są dięki stosowaiu ate o specjalej kostrukcji, uiemoŝliwiającej pomiar sgałów prchodącch od dołu. W takim prpadku błęd prpadkowe pomiaru wosą od kilkudiesięciu cm do pojedcch metrów i awcaj modeluje się je jako iealeŝe miee losowe o stadardowm rokładie ormalm [4,3]... Wacaie współrędch PoiewaŜ posukiwae są cter iewiadome trójwmiarowe współręde i błąd egara odbiorika warukiem koiecm uskaia rowiąaia pocjego jest pomiar pseudoodległości do co ajmiej cterech satelitów cego prajmiej jede ie moŝe bć w tej samej płascźie orbitalej co poostałe. ówaia opisujące mieroe parametr tworą astępując układ rówań obserwacjch: 478

4 479. c c c ε δ ε δ ε δ 4 Zakłada się, Ŝe pomiar wkoae są jedoceśie, co umoŝliwia prjąć, Ŝe błąd egara odbiorika ma taką samą wartość we wsstkich rówaiach. Ze wględu a błęd prpadkowe pomiaru, układ 4 jest układem rówań sprecch, którego rowiąaiem jest estmator wektora iewiadomch w postaci: O X X X, 5 gdie: L G G G X, 6 pr cm: c δ X, O X, G, L 7 ora i i i i, 8 gdie:,, ałoŝoe a priori współręde pocątkowe odbiorika. Wprowadeie powŝsch aleŝości moŝa aleźć m.i. w [,4,7].. MEODY OCENY DOKŁADNOŚCI WYZNACZEŃ GN PoiewaŜ od dokładości wacoch współrędch w sposób bepośredi aleŝ dokładość moitorigu pojadu, cęsto parametr te jest klucowm w astosowaiach praktcch... Prosta metoda klasca Powsechie stosowaą metodą osacowaia dokładości bieŝącch współrędch jest astosowaie woru a błąd średi pocji M w postaci: DOP, M σ 9 gdie: σ odchleie stadardowe pomiaru pseudoodległości charakterujące dokładość pomiaru parametru pseudoodległości, DOP - geometrc współcik dokładości charakterując wpłw romiesceia satelitów a dokładość wacach współrędch.

5 Błąd średi pocji M jest miarą statstcą mówiącą o tm, Ŝe 68% waceń będie mieściło się w obsare o promieiu M wokół współrędch recwistch. Chcąc uskać poiom ufości rów 95% aleŝ pomoŝć wartość M pre dwa, a 99% - ra 3. Wartość σ aleŝ od wielkości chwilowch błędów prpadkowch pomiaru poscególch pseudoodległości ε i moŝa b ją wacć aleŝości: ε i i σ, gdie: licba wkoach pomiarów pseudoodległości. Problem polega jedak a ieajomości wartości ε w momecie wkoaia pomiaru pseudoodległości. W wiąku tm, akłada się a priori wartość σ, baując a dach statstcch podawach międ imi pre operatorów sstemów GN w tw. stadardach pocjch. W aplikacjach praktcch akłada się, Ŝe dla metod autoomicch waceń pomiar iewspomagae róŝicowo wosi oo 3-4 m. Wartość DOP aleŝ atomiast tlko od romiesceia satelitów wględem odbiorika. Waca się ją jako pierwiastek sum poscególch elemetów prekątej macier C wacoej aleŝości: X C X G G F. F gdie: F - macier trasformacji układu ECEF do wbraego układu współrędch. Dla pocji trójwmiarowej współcik te określa się jako PDOP i jest o pierwiastkiem sum pierwsch trech elemetów główej prekątej macier C. Pr obecej kostelacji satelitów sstemów GP i GLONA, a otwartej prestrei współciki DOP osclują w graicach. W tereach abudowach, lasach, górach, bądź w prpadku umiesceia ate a pojeźdie w taki sposób, Ŝe elemet kostrukcje asłaiają cęściowo iebo, wartość geometrcch współcików moŝe drastcie wrosąć, wpłwając bardo iekorstie a uskiwae dokładości wacaia pocji. Problem te iejedokrotie porusao a łamach publikacji aukow m.i. w [,5,,] ak więc ajprostsą metodą osacowaia dokładości współrędch jest posłuŝeie się rówaiem 9. Cikiem warukującm poprawość sacuku jest brak błędów grubch w pomiarach pseudoodległości. JeŜeli takowe wstąpią, ieuprawiom jest prjęcie, Ŝe σ 4 m. Błęd grube pomiarów pseudoodległości scególie cęsto wstępują w obsarach abudowach, gdie sgał odbite od budków mogą ostać wkorstae do pomiaru pseudoodległości. Iformacje a te temat moŝa aleźć m.i. w [,5,9,]. Dla prkładu, a rs. 3 amiescoo wiki ekspermetu opisaego w []. Ocwiście błęd grube wstępujące w pomiarach pseudoodległości acie pogorsają dokładości wacach współrędch. cególie w aglomeracjach miejskich, gdie jak pokaao a rs. 3, błęd wiąae odbiciem sgałów od budków mogą sięgać kilkuset metrów, a to pociąga a sobą podobej wielkości błęd pocji. Dla prkładu w tabeli prtocoo wiki ekspermetu opisaego w []. PoiewaŜ brak błędów grubch w pomiarach pseudoodległości warukuje poprawość osacowaia dokładości wacoch współrędch a pomocą woru 9, klucowm jest ptaie o to, c wstąpił oe, c ie. Niestet w astosowaiach praktcch sstemów moitorigu pojadów w oparciu o GN problem te jest cęsto pomija, własca w tch aplikacjach, gdie błęda lokaliacja obiektu ie pociąga a sobą kosekwecji prawch X 47

6 c fiasowch. Jest o główie porusa a grucie awigacji loticej i morskiej, gdie brak pewości dotcącej aktualego błędu w określeiu połoŝeia jedostki staowi bepośredie agroŝeie katastrofą. NaleŜ jedak mieć adieję, Ŝe wrost astosowań GN do lokaliacji pojadów musi do głębsej aali problemu oce dokładości wacach współrędch. a b Błąd pomiaru pseudoodległości metr Błąd pomiaru pseudoodległości metr Ideks satelit Ideks satelit s. 3. Prkładowe błęd pomiarów pseudoodległości: a otwarta prestreń, b aglomeracja miejska [] ab.. Prkładowe błęd waceń GN arejestrowae podcas ekspermetu opisaego w [] Zarejestrowa błąd Numer Błąd średi pocji GN maksmal pocji GN prejadu [m] [m] Metod roseroe moitorig wiargodości Jak wspomiao w popredim paragrafie, problem obecości błędów grubch w pomiarach pseudoodległości a co a tm idie i błędów grubch waceń, jest a chwilę obecą rowaŝa główie a grucie awigacji loticej i morskiej. Odpowiedie prepis akładają obowiąek oce dokładości wacach współrędch pre odbioriki GN i regulują maksmale dopuscale błęd dla poscególch fa awigacji. Wiargodość, to miara aufaia dotcąca poprawości dostarcach pre da sstem iformacji, obejmująca dolość sstemu do ostregaia a cas uŝtkowików o wstąpieiu ieprawidłowości [4]. W kotekście wkorstaia GN do lokaliacji obiektów, wiargodość oaca dolość sstemu do poiformowaia uŝtkowika a cas o tm, Ŝe błąd współrędch prekrocł dopuscalą wartość [4,3]. Zawcaj jest oa opiswaa pre dwa parametr: maksmal dopuscal błąd pocji, cas do alarmu cas, w którm sstem musi poiformować uŝtkowika, Ŝe błąd pocji prekrocł dopuscalą wartość. Na chwilę obecą ai GP ai GLONA ie apewiają wiargodości. UŜtkowik korstając tch sstemów, be astosowaia dodatkowch środków, ie ma pewości, c w wacoch pre odbiorik współrędch jest błąd grub, c ie []. Kolokwialie mówiąc, uŝtkowik ie ma pewości gdie jest. Predstawioa w. procedura wacaia współręd jest ieodpora a błęd grube, o cm świadcą chociaŝb wiki ekspermetów prtocoe w.. W wiąku tm, podjęto diałaia mierające do apewieia wiargodości GN. W ich wiku fukcjoują disiaj astępujące rowiąaia [4]: metod ewętre baują oe a ifrastrukture ewętrej, takiej jak stacje moitorujące, której adaiem jest ocea dokładości wacach współrędch ora presłaie do uŝtkowików sstemu iformacji wiąaej wiargodością, w tm ostreŝeń i alarmów. Do metod tch alica się sstem róŝicowe wkorstwae w awigacji loticej i morskiej, 47

7 arówo lokalch, jak i roległch obsarów p. europejski EGNO. NaleŜ jedak wraźie aacć, Ŝe ie wsstkie sstem róŝicowe realiują moitorig wiargodości, metod wewętre AIM ag. eciever Autoomous Itegrit Moitorig. W metodach tch fukcję oce dokładości wacach współrędch realiuje odbiorik uŝtkowika. Metod te ie wmagają odbieraia iformacji od ewętrej ifrastruktur. Obie grup metod mają swoje alet i wad. W aspekcie moitorigu pojadów lądowch, główą wadą metod ewętrch jest to, Ŝe ie są oe w staie wkrć błędów grubch wiąach oddiałwaiem środowiska, w którm porusa się pojad, takich jak sgał odbite od budków. Wkrwają oe jedie błęd grube wiąae wadliwm fukcjoowaiem satelitów sstemu. PoiewaŜ efekt wielodrogowości jest specfic dla awigacji lądowej i staowi o głów problem powodując błęd grube waceń GN w tereach abudowach, praktce astosowaie moitorigu wiargodości w aglomeracjach miejskich a pomocą metod ewętrch jest iemoŝliwe. W wiąku tm, dalsm rowaŝaiom poddae ostaą jedie metod wewętre. 3. MEODY AIM Metod autoomicego moitorowaia wiargodości poiomu odbiorika AIM, powstał główie mślą o awigacji loticej [4], gdie ocea wiargodości wacoch pre odbiorik GN współrędch odgrwa klucową rolę, wpłwając bepośredio a bepieceństwo lotu. Metod te moŝa podielić a astępujące grup: metod tpu sapshot decja o poprawości wacoch współrędch podejmowaa jest a podstawie pojedcego rowiąaia pocjego, w oparciu o test statstce preprowadae a mieroch pseudoodległościach [4], metod filtracje baują oe a porówaiu aktualie wacoch współrędch, e współrędmi pochodącmi predkcji dokoaej a podstawie presłch rowiąań pocjch. Najcęściej stosuje się w ich roŝe wariat filtracji kalmaowskiej, metod wielosesorce współręde lub parametr ruchu obiektu wacoe pre odbiorik GN porówwae są e współrędmi lub parametrami ruchu wacomi pre ie urądeia. Wmieioe grup metod AIM posiadają arówo alet, jak i wad. Metod tpu sapshot akładają, Ŝe w pomiarach pseudoodległości mógł wstąpić tlko jede błąd grub ora, Ŝe welimiowaie dowolego satelit rowiąaia pocjego a spowoduje acącego pogorseia geometrii segmetu kosmicego duŝego wrostu wartości współcików DOP [,3,4,]. Oba ałoŝeia się słuse dla awigacji loticej i morskiej. Na otwartej prestrei błąd grub pomiaru pseudoodległości moŝe bć jedie wikiem wadliwego fukcjoowaia satelit. Biorąc pod uwagę wsoką ieawodość satelitów awigacjch, uskodeie dwóch jedoceśie uwaŝa się a ieprawdopodobe [4,]. Natomiast spełieie drugiego waruku apewioe jest dięki odpowiediej kostelacji satelitów. Mając a uwade powŝse, stwierdić aleŝ, Ŝe metod te ie adają się do astosowaia w warukach miejskich. Świadcą teŝ o tm wiki ekspermetów predstawioe m.i. w [6,8,9]. Wadą metod filtracjch jest to, Ŝe słabo wkrwają oe błęd pocji, które powoli i rówomierie arastają w casie. W takim prpadku, błędie wacoe współręde pre odbiorik GN awse ajdują się blisko współrędch pochodącch predkcji i w te sposób po pewm casie awet pocja acie odbiegająca od recwistego połoŝeia obiektu jest klasfikowaa jako prawidłowa. Drugim problemem są agłe mia parametrów ruchu obiektu. Wted moŝe wstąpić ieprawidłowa predkcja współrędch, co spowoduje tw. fałsw alarm. Poadto, metod te wmagają prowadeia obserwacji pre pewie cas w celu wiargodej predkcji połoŝeia obiektu, więc ie są dostępe w stuacjach, gd wkoao iewiele obserwacji. JeŜeli chodi o metod wielosesorce, to podstawow problem wiąa jest koiecością motowaia a pojeźdie dodatkowch urądeń, co więksa kost sstemu pocjego. Poa tm, 47

8 otwartm poostaje ptaie o poprawość wskaań poscególch urądeń i sesorów ora dokładość wacach pre ie wielkości i parametrów. 3.. Metoda Maksmalej eparacji owiąań M Jedą apropoowach do astosowań praktcch metod AIM tpu sapshot, jest metoda Maksmalej eparacji owiąań M ag. Maimum eparatio of olutios [4]. PoiewaŜ apropoowaa pre autora owatorska metoda AIM jest pewą głęboką modfikacją metod M, dlatego poiŝej predstawioo jej krótką charakterstkę. Polega oa a aaliie odległości międ pocjami uskami rowiąań wsstkich podukładów - rówań obserwacjch. Podukład - to taki układ rówań obserwacjch, któr powstał po welimiowaiu układu 4 dowolego jedego satelit. Zatem licba podukładów - rówa jest licbie wkoach obserwacji, a koleje podukład powstają popre elimiację układu rówań 4 kolego jedego satelit. W te sposób uskuje się rowiąań pocjch puktów o określoch współrędch. JeŜeli wsstkie pukt miescą się w obsare o adam promieiu wokół współrędch recwistch, to ac, Ŝe w pomiarach pseudoodległości ie ma błędu grubego i wacoe pre odbiorik współręde są poprawe. Obsar te awa się Maksmalą Dopuscalą eparacją owiąań MD. Metoda ta jest atem bardo prosta i araem skuteca. Posiada jedak makamet, uiemoŝliwiając jej astosowaie w moitorigu pojadów. OtóŜ ie da się jej astosować pr słabej geometrii segmetu kosmicego be ajomości współrędch recwistch, a tch odbiorik GN amotowa w moitorowam pojeźdie ie a. łaba geometria oaca, Ŝe wkluceie któregoś satelit rowiąaia awigacjego powoduje duŝ wrost wartości współcika DOP. UŜcie amiast współrędch recwistch współrędch uśredioch rowiąaia wsstkich podukładów - lub pocji wlicoej pre odbiorik układu rówań obserwacjch jest iemoŝliwe. Pr słabej geometrii segmetu kosmicego cli stuacji tpowej dla aglomeracji miejskich i tereów górstch, wkrcie obserwacji odstającej będie iemoŝliwe, poiewaŝ prekroceie Maksmalej Dopuscalej eparacji owiąań MD astąpi arówo gd pojawi się błąd grub w pomiarach pseudoodległości, jaki i w stuacji gd tego błędu ie ma. Dieje się tak dlatego, Ŝe wkluceie pewch satelitów rowiąaia spowoduje drastc wrost współcika DOP, a to kolei pociągie a sobą prekroceie MD. Problem te predstawioo a rs.4. s. 4. Problem wkrcia błędu grubego w metodie M pr słabej geometrii segmetu kosmicego 473

9 Co więcej, pr takiej geometrii segmetu kosmicego, która powoduje prekroceie MD awet pr braku błędów grubch pomiarów, Ŝada metod AIM tpu sapshot stosowaa w praktce ie apewi wmagaego poiomu ochro. Problem te opisao m.i w [6,8,9,]. PoiŜej predstawioo kocepcję owej metod AIM, baującej a aaliie maksmalej separacji rowiąań, która błab moŝliwa do astosowaia be ajomości współrędch recwistch. 4. NOWA MEODA OCENY DOKŁADNOŚCI WYZNACZEŃ GN Jak wspomiao w 3.., wadą klascej metod M jest to, Ŝe w prpadku, gd ie am współrędch recwistch, to pr słabej geometrii segmetu kosmicego ie jesteśm w staie określić, c oblicoa separacja rowiąań podukładów - jest wikiem wstąpieia błędu grubego, c acego wrostu współcików DOP a skutek elimiacji jedego satelitów. Podkreśloo rówieŝ, Ŝe te sam problem dotc wsstkich metod AIM tpu sapshot, które alał astosowaie w praktce. W wiąku tm, stosowae algortm AIM tpu sapshot wposaŝoo w mechaim oce geometrii segmetu kosmicego, którego adaiem jest określeie poiomu ochro, jaki moŝe apewić daa metoda pr obserwowam układie satelitów. Prkładow wpłw aglomeracji miejskiej a pogorseie skutecości metod AIM tpu sapshot predstawioo a rsukach 4 i 5. emat te opisao obseriej w [6,8,9,]. Approimate Prewidwa adial-error Poiom Protected AP Ochro AP _AP 8 AP [m] _AP _AP AP ma t t [s] s. 4. Prkładow Prewidwa Poiom Ochro metod AIM tpu sapshot dla sstemu GP a otwartej prestrei [9] 3 Approimate Prewidwa adial-error Poiom Protected Ochro AP AP _AP 8 AP [m] _AP _AP AP ma t t [s] s. 5. Prkładow Prewidwa Poiom Ochro metod AIM tpu sapshot dla sstemu GP w prestrei urbaiowaej [9] Prowadoe pre autora badaia ad wpłwem błędów grubch pomiarów pseudoodległości i geometrii segmetu kosmicego a rokład waceń GN, opisae m.i. w [6,8,9,] pokaał, Ŝe roseroa aalia prestreego rokładu pocji uskach rowiąaia podukładów - moŝe acąco poprawić poiom ochro obecch metod. Z preprowadoch badań wika, 474

10 iŝ mimo tego, Ŝe pr słabej geometrii segmetu kosmicego separacja rowiąań podukładów - jest podoba co do wartości arówo w stuacji wstąpieia błędu grubego pomiaru pseudoodległości, jak i jego braku, to ich układ prestre jest róŝ. Zatem dspoując worcem, któr określałb rokład prestre rowiąań podukładów - w stuacji braku błędu grubego, moŝa b stwierdić, c błąd grub pojawił się c ie. Wstarcłob porówać oblico a podstawie wkoach pomiarów rokład worcem. Podobieństwo oacało będie, Ŝe pomiar pseudoodległości awierają jedie błęd prpadkowe. Worec rokładu prestreego rowiąań podukładów - w stuacji braku błędu grubego budowa będie w casie recwistm, a podstawie korekt presłach sstemów wspomagaia róŝicowego tpu BA ag. pace Based Augmetatio stems a tereie Europ EGNOa. Wkorstaie tego tpu sstemów posiada dwie alet: odbiór korekt ie wmaga stosowaia dodatkowch radiomodemów, gdŝ presłae są oe pre satelit geostacjoare a cęstotliwościach wkorstwach w sstemach autoomicch, co umoŝliwia ich odbiór pre wkłą ateę GN, asięg sstemów BA jest bardo duŝ. Europejski sstem EGNO pokrwa praktcie całą Europę. Algortm oce dokładości rowiąaia GN będie realiowa w astępującch krokach: osacowaie chwilowch błędów prpadkowch pomiarów pseudoodległości. Na podstawie dach odbierach satelitów geostacjoarch sstemów BA, oblicoe ostaą poprawki do wkoach pomiarów pseudoodległości. Prjęto ałoŝeie, Ŝe błęd prpadkowe pomiaru będą rówe poprawkom e akiem preciwm. Ocwiście ie do końca jest to prawda, poiewaŝ poprawki presłae pre BA ie elimiuję w pełi błędów prpadkowch, ale takie prbliŝeie jest wstarcające do budowaia worca rokładu prestreego rowiąań podukładów - w stuacji braku błędu grubego, budowaie worca rokładu prestreego rowiąań podukładów -. Worec te będie biorem wektorów opisującch rokład prestre pocji, któr powiie wstąpić w wiku rowiąaia wsstkich podukładów - w stuacji braku błędu grubego. okład te będie określo wględem pocji oblicoej e wsstkich rówań obserwacjch. Kieruek wektorów wlico ostaie a podstawie geometrii segmetu kosmicego romiesceia satelitów wględem pocji uŝtkowika w oparciu o dae depes awigacjej. Długość wektorów będie odpowiadała wartościom poprawek oblicoch a podstawie depes presłaej w ramach sstemu BA, obliceie recwistego rokładu prestreego rowiąań podukładów -. owiąując kolejo wsstkie podukład - otrmam biór wektorów opisując rokład prestre pocji wględem pocji oblicoej e wsstkich rówań obserwacjch, porówaie worca rokładem recwistm. Na tej podstawie algortm stwierdi, c w pomiarach wstąpił błęd grube. JeŜeli ie, to osacowaa ostaie dokładość rowiąaia GN a podstawie aleŝości 9. Na obecm etapie prac ad ową metodą oce rowiąań GN opracowao i aimplemetowao pierwse algortm realiujące wsstkie wmieioe powŝej kroki. Na ich podstawie preprowadoo pierwse ekspermet, które dał obiecujące wiki. Będą oe sukceswie publikowae pre autora w kolejch publikacjach. WNIOKI W chwili obecej problem oce dokładości wacach współrędch GN leŝ główie w obsare aiteresowaia awigacji loticej i morskiej, e wględu a bepośredie rko katastrof wiąach błędami w określaiu połoŝeia obiektu. Prace ad cora skuteciejsmi metodami moitorowaia wiargodości są jedm klucowch obsarów badawc wiąach wkorstaiem GN w awigacji. NaleŜ spodiewać się, Ŝe wciąŝ rosące aiteresowaie 475

11 moitorigiem pojadów a pomocą odbiorików awigacji satelitarej spowoduje, Ŝe problem wiargodości będie potrebował skutecch rowiąań rówieŝ w aglomeracjach miejskich, gdie obecie stosowae metod upełie się ie sprawdają. Bć moŝe jedą propocji będie mogła bć opracowwaa pre autora owa metoda, będąca głęboką modfikacją metod M Maksmalej eparacji owiąań. Wstępe wiki badań dają obiecujące reultat, jedak wiargode dae będie moŝa poskać dopiero po całkowitej implatacji wsstkich opracowach algortmów i preprowadeiu smulacji. tresceie Zdolość sstemu do ostregaia uŝtkowika o tm, Ŝe błąd wacoch współrędch prekrocł dowoloą wartość, awa się wiargodością[4]. W chwili obecej ai GP, ai GLONA ie apewiają moitorigu wiargodości, w wiąku tm istieje iepewość dotcąca recwistego połoŝeia obiektu. tuacja taka jest iedopuscala wsędie tam, gdie błąd grub waceń współrędch moŝe doprowadić do powaŝch kosekwecji w postaci katastrof, w którch mogą giąć ludie, wstąpić powaŝe strat materiale, c skaŝeie środowiska. W wiąku tm, apewieie wiargodości jest warukiem koiecm umoŝliwiającm astosowaie GN w awigacji loticej i morskiej w iektórch jej faach. ealiowaa jest oa dięki grupie opracowach metod, które dobre sprawdają się a otwartej prestrei, tam gdie błąd grub waceń moŝe bć spowodowa jedie iewłaściwm fukcjoowaiem któregoś satelitów [4]. Na tereach abudowach źródłem błędów grubch pomiarów są sgał odbite od budków i tm problemem ie radą sobie stosowae w lotictwie i a moru metod moitorowaia wiargodości. W iiejsm artkule predstawioo propocję owej autorskiej metod oce dokładości współrędch wacach metodami GN a potreb moitorowaia pojadów. Opisao geeę powstaia metod ora ogóle ałoŝeia prjęte pr jej opracowwaiu. A ew method of assessig the GN fies accurac for vehicle moitorig Abstract he abilit of the sstem to war the user that fi error has eceeded the allowed value is called the itegrit[4]. At the momet, either GP or GLONA does ot provide itegrit moitorig, therefore there is ucertait regardig the actual locatio of the object. his situatio is uacceptable awhere, where outliers i coordiates ma lead to serious cosequeces i the form of disaster, where people ca die, develop serious material loss or cotamiatio of the eviromet. I this coectio, to esure itegrit is a ecessar coditio for the use of GN i aviatio ad maritime avigatio i some of its phases. It is made b a group of developed methods that work well at ope area, where outliers i measuremets ma be caused ol b the wrog fuctioig of oe of the satellites [4]. he mai source of outliers i urba areas are sigals reflected from buildigs ad methods of itegrit moitorig used i aviatio ad at the sea are ot able to cope with this. he article describes the author's proposal for a ew method of assessig GN fies accurac for vehicles moitorig. he geesis of the method ad geeral assumptios i its developmet are described. BIBLIOGAFIA. Agarwal N., Algorithms for GP Operatio Idoors ad Dowtow, GP olutios,.. Brow.G., A Baselie GP AIM cheme ad a Note o the Equivalece of hree AIM Methods, NAVIGAION: Joural of he Istitute of Navigatio, Vol. 39, No. 3, Brow.G., GP AIM: Calculatio of hresholds ad Protectio adius Usig Chi-square Methods - a Geometric Approach, CA paper No /C59-584, Brow.G., eceiver Autoomous Itegrit Moitorig, Global Positioig stem: heor ad Applicatios, vol. II, Nowak A., WąŜ M., Wpłw aglomeracji miejskiej a dokładość waceia pocji a pomocą satelitarch sstemów awigacjch, Zest Naukowe Nr 678 Akademii Morskiej w ceciie, ceci, Nowak A., pecht C., apshot AIM Algorithms Availabilit i Urba Areas, Aual of Navigatio, No. /6,

12 7. Nowak A., Ifluece of Pseudorage Measuremet Errors ad pace egmet Geometr o GP Fies Distributio, Advaces i Computer ciece - Network Cetric Warfare, IBN , Gdia 9, s Nowak A., Protectio Level of "apshot" AIM Methods i Poor Geometr of atellites, "Advaces i Computer ciece - Network Cetric Warfare", IBN , Gdia 9, s A. Nowak, D. ulc, Poiom Ochro Metod AIM tpu "apshot" w Warukach Niekorstej Geometrii egmetu Kosmicego, Logistka 6/9.. alcheva O., Cao M.E., 5, IN/HGP Itegratio i Dowtow Areas, Europea Joural Navigatio, August 5.. pecht C., Nowak A., Limitatios of atellite Positioig i Ilad hippig, Polish Joural of Evirometal tudies, Vol. 6, No 6B 7, s Pkt. 6. tura M.A., Fault Detectio ad Isolatio FDI echiques for Guidace ad Cotrol stems, AGADOGAPH No. 34, AGAD, NAO, tura M.A., Navigatio stem Itegrit Moitorig Usig edudat Measuremets, NAVIGAION: Joural of he Istitute of Navigatio, Vol. 35, Global Positioig stem, Wide Area Augmetatio stem WAA, Performace tadard, UA Departmet of rasportatio ad Federal Aviatio Admiistratio,