Ученые НИУ БелГУ разработали новый высокоточный метод определения местоположения объекта с помощью GPS/ГЛОНАСС

Ученые Белгородского государственного национального исследовательского университета решили задачу по точному определению координат местоположения объекта с помощью спутникового мониторинга в режиме реального времени.
Научный коллектив Института инженерных и цифровых технологий НИУ БелГУ разработал новый математический метод определения местоположения объекта с помощью GPS/ГЛОНАСС, учитывающий дифференциальные поправки в фазовых измерениях координат.
Результаты своей работы белгородские ученые представят в рамках Всероссийской (с международным участием) научно-практической конференции «Промышленность 4.0 в России: технологии, материалы, опыт внедрения» (ATiC 2022), которую Ассоциация поддержки научных исследований организует 6 июля 2022 г. совместно с Ульяновским государственным техническим университетом, Тамбовским государственным техническим университетом, Грозненским государственным нефтяным техническим университетом им. академика М. Д. Миллионщикова и в партнерстве с ГК «ХАЛТЕК» (г. Ульяновск, Россия), а также ООО «Ульяновский станкостроительный завод».
Предложенная авторами работы вычислительная система основана на определении тройной разности периодов, высокая точность которой достигается за счет ввода дополнительных данных, в частности, тропосферной и ионосферной моделей. Коррекция координат при условии, что наблюдаются одни и те же искусственные спутники Земли, выполняется путем внесения дифференциальных поправок от базовой станции к приемнику.
«В настоящее время особое внимание уделяется повышению точности измерений, выполняемых с помощью глобальных спутниковых систем, в том числе GPS. Популярные методы определения месторасположения объектов вряд ли могут быть применены для решения задач, касающихся точного спутникового позиционирования, то есть определения трехмерных координат пространственного положения объекта. В реальных условиях бывает трудно подобрать метод поиска объекта, который находится в неопределенном месте и состоянии. Это могут быть сложные конфигурации технических систем, транспортных средств, инженерных установок, электросетей и т.д. Порой, дополнительные трудности возникают при выборе алгоритма определения места, среды расположения объекта, помех источников и отсутствия единой координатной базы. Поэтому решение задачи точного позиционирования объекта может быть достигнуто с минимумом ошибок при использовании тройной разности периодов, когда в расчеты будут введены ионосферные и тропосферные поправки», - уточняет аспирант Института инженерных и цифровых технологий НИУ БелГУ Валентина Андреевна Левченко.
Разрабатывая новый метод определения точных координат объекта, ученые НИУ БелГУ провели ряд теоретических исследований с целью получения дифференциальных поправок, учитывающих задержку сигнала при прохождении ионосферы и тропосферы.
Для этого ими были проанализированы существующие методы выявления и устранения ошибок, определены их основные преимущества и недостатки. Затем был разработан метод, включающий обнаружение и исправление ошибок спутниковых систем навигации с ионосферными и тропосферными задержками, и математическая модель компенсации дифференциального влияния ионосферы и тропосферы.
В результате исследований была достигнута цель, а именно разработан метод получения дифференциальных поправок с учетом задержек ионосферы и тропосферы.
«Использование при вычислениях ионосферной и тропосферной задержки спутниковых сигналов является наиболее рациональным способом определения координат объектов, что позволяет с высокой точностью вычислить его местоположение, вплоть до миллиметра. Мы планируем использовать разработанный нами новый метод интеллектуального высокоточного позиционирования для непрерывного оперативного мониторинга в режиме реального времени, что, например, обеспечит повышение точности расчетов перемещения инженерных сооружений до средней квадратичной ошибки не более 0,5-1 мм», - подчеркивает В.А. Левченко.
Предложенный учеными НИУ БелГУ метод используется впервые, и предполагает получение наиболее точных координат в режиме реального времени по сравнению с существующими. В настоящее время проводится апробация разработанной системы.
Подробнее с работой научного коллектива Белгородского государственного национального исследовательского университета можно будет ознакомиться на Всероссийской (с международным участием) научно-практической конференции «Промышленность 4.0 в России: технологии, материалы, опыт внедрения» (ATiC 2022), организуемой Ассоциацией поддержки научных исследований 6 июля 2022 г.
Все принятые и представленные на конференции (дистанционное участие в видеоконференции, стендовый (постерный) доклад) рукописи научных статей, с целью глобального распространения результатов передовых фундаментальных и прикладных научных исследований, будут опубликованы в книжных сериях ведущих мировых издательских домов, а также проиндексированы в ведущих базах данных. Специально отобранные Организационным комитетом рукописи научных статей, представленные на конференции, будут отправлены на опубликование в высокорейтинговые научные журналы.
Информация о процедуре регистрации, условиях участия в конференции и сроках подачи и рассмотрения рукописей научных статей для презентации на конференции и публикации в материалах доступны на сайте Ассоциации поддержки научных исследований.