The article gives examples of specialized programs «ModBis24», «Etna», developed with the direct participation of the author. A key goal of development is to improve the methods and algorithms of collecting, processing, storage and use of GLONASS and GPS measurements

Ханин, А. Г.

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University

XIV МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ, АСПИРАНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК» 126  Россия, Томск, 25-28 апреля 2017 г. Том 7. IT-технологии и электроника  СОВРЕМЕННЫЕ ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА ОБРАБОТКИ  НАВИГАЦИОННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ГЛОНАСС/GPS И ИХ ОСОБЕННОСТИ А. Г. Ханин Научный руководитель: профессор, д.ф.-м.н. Ю. Е. Воскобойников Сибирский государственный университет геосистем и технологий,  Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, 630108 E-mail: khanin@ngs.ru   MODERN SOFTWARE FOR PROCESSING NAVIGATION MEASUREMENTS OF GLONASS/GPS AND THEIR FEATURES A.G. Khanin Scientific Supervisor: Prof., Dr. Yu. E. Voskoboynikov Siberian State University of Geosystems and Technologies,  Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo Street, 630108  E-mail: khanin@ngs.ru    Abstract. The article gives examples of specialized programs «ModBis24», «Etna», developed with the direct participation of the author. A key goal of development is to improve the methods and algorithms of collecting, processing, storage and use of GLONASS and GPS measurements.  Введение.  В настоящее время спутниковые навигационные системы ГЛОНАСС и GPS являются достаточно актуальными и востребованными научно-техническими разработками. По своей структуре они представляют собой сложные аппаратно-программные комплексы, позволяющие конечным потребителям с высокой точностью определять собственное местоположение, параметры движения, а также синхронизировать собственное локальное время с эталонным.  При формировании так называемого эфемеридно-временного обеспечения ГЛОНАСС/GPS используется специализированное программное обеспечение (СПО) [1]. Разработку подобного СПО ведут и специалисты Службы времени и частоты в Сибирском научно-исследовательском институте метрологии (ФГУП «СНИИМ»). Примерами специализированных программ являются приложения «ModBis24» и «Etna», разработанные при непосредственном участии автора доклада. Ключевой целью их разработки стало совершенствование методов и алгоритмов сбора, обработки, хранения и использования навигационных измерений ГЛОНАСС и GPS. Материал для работы и исследований. Согласно техническому заданию, программный пакет «ModBis24» призван решать обширный круг задач, а именно: отработку методов и алгоритмов вычисления параметров движения спутниковых группировок ГЛОНАСС и GPS; исследование влияния различных факторов на точность оценивания параметров орбит; исследование математических моделей орбитальных группировок, измерительных каналов и возмущений; исследование и сравнительный анализ методов и алгоритмов уточнения орбит по данным траекторных измерений; исследование и сравнительный анализ методов и алгоритмов предварительной обработки траекторных измерений и другие задачи. XIV МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ, АСПИРАНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК» 127  Россия, Томск, 25-28 апреля 2017 г. Том 7. IT-технологии и электроника   Рис. 1. Пример графического отображения траектории движения спутника в «ModBis24»  Программный пакет «Etna» служит для сбора с приёмной аппаратуры SR620, обработки и формирования массивов с результатами навигационных измерений ГЛОНАСС/GPS (частот и моментов времени) с целью последующего формирования на их основе эфмеридно-временного обеспечения (ЭВО).    Рис. 2. Пример графического интерфейса программного пакета «Etna» Результаты. В настоящее время работа над программными приложением «ModBis24» завершена на 100%. У приложения имеются акты внедрения во ФГУП «Сибирском государственном ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте метрологии» (г. Новосибирск), в ОАО «Информационные спутниковые системы им. М.Ф. Решетнёва» (г. Железногорск), во ФГАОУ ВО Сибирском федеральном университете (г. Красноярск).  Особенностями актуальной версии приложения являются обобщение накопленных методов и алгоритмов моделирования и хранения массивов траекторных измерений в единый программный пакет с адаптированным под пользователя интерфейсом для ОС семейства MS Windows; обобщение разработанного математического аппарата, описывающего модели орбитальной группировки, измерительных каналов и возмущений; обобщение накопленных методов и алгоритмов предварительной обработки массивов траекторных измерений; обобщение улучшенных математических моделей, методов и алгоритмов обработки измерений; анализ и контроль получаемых измерений на корректность и точность путем сопоставления их с реальными измерениями ГЛОНАСС и GPS. XIV МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ, АСПИРАНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК» 128  Россия, Томск, 25-28 апреля 2017 г. Том 7. IT-технологии и электроника  При непосредственном участии автора в «ModBis24» был предложен и реализован алгоритм предаварительной обработки навигационных измерений на основе фильтра Калмана [2-3]. Кроме этого, автор участвовал в разработке интерфейса пользователя и программной реализации нескольких модулей. В настоящее время работа над программными приложением «Etna» завершена на 90%. Запуск приложения в работу и акт внедрения во ФГУП «СНИИМ» предполагается в третьем квартале 2017 года. Особенностями актуальной версии программного пакета «Etna» являются обобщение методов и алгоритмов сбора, обработки и хранения массивов траекторных измерений в единый программный пакет с адаптированным под пользователя интерфейсом для ОС семейства MS Windows; возможность оперативной адаптации под различные модели приемников навигационных сигналов; оптимизация для ускорения операций обработки поступающих с навигационных приёмников данных. При непосредственном участии автора в программном пакете «Etna» был реализован алгоритм обработки навигационных измерений в режиме реального времени, а также разработан обновленный и более удобный интерфейс пользователя. Кроме этого, на основе «Etna» прошел апробацию предложенный автором рекуррентный алгоритм оценивания градиента на основе фильтра Калмана [4-5].       Заключение. Специализированное программное обеспечение «ModBis24» и «Etna» позволило совершенствовать компьютеризированные средства сбора, обработки, хранения и использования навигационных измерений ГЛОНАСС и GPS. Помимо этого, СПО позволило отрабатывать новые  методы и алгоритмы обработки навигационных измерений [3-5]. Достоверность полученных результатов и выводов обеспечена корректным применением методов математического анализа, методов математической теории устойчивости, теории фильтрации, методов теории вероятностей и математической статистики. Полученные с помощью СПО результаты хорошо согласуются с данными отработки траекторных измерений и с результатами модельных исследований.  СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ  1. Ярлыков М.С. Спутниковые радионавигационные системы. Выпуск 1. Коллективная монография / М.С. Ярлыков. – М : Издательство «Радиотехника», 2013 г. – 190 стр. 2. Ханин А. Г. Программный имитатор измерительной информации с использованием продукции компании D-Link / А.Г. Ханин // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. – 2012. - №1 (25), Часть 2. – С. 198-202. 3. Ханин А.Г. Пример внедрения результатов диссертационной работы в образовательный процесс посредством учебного центра / А.Г. Ханин // Развитие единой образовательной информационной среды : материалы 14 междунар. науч.-практ. конф. – Томск : Изд-во Том. ун-та, 2015. – С. 95-98. 4. Ханин А. Г. Практическое применение рекуррентного алгоритма оценивания градиента / А. Г. Ханин // Информация: передача, обработка, восприятие: материалы междунар. науч.-практ. конф. – Екатеринбург: УрФУ, 2016. - C. 133-145. 5. Khanin A. G. Gradient estimation algorithm based on the Kalman filter / A. G. Khanin // Stability and control processes : proc. of intern. conf. in memory of V. I. Zubov (SCP). – Saint Petersburg: IEEE, 2015. – P. 55–57. 

Modern software for processing navigation measurements of GLONASS/GPS and their features

http://earchive.tpu.ru/bitstream/11683/45352/1/conference_tpu-2017-C21_V7_p126-128.pdf

Modern software for processing navigation measurements of GLONASS/GPS and their features

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University