Получение точных эфемерид: алгоритмы, вычисление

Об использовании точных эфемерид уже говорилось на форуме. А по каким алгоритмам вычисляются эти эфемериды, можно ли их получить самому, в "домашних условиях"?

 

Можно, а почему нельзя? По сути обратная задача от навигационной, только в роли источников с известными координатами выступают перманентные станции. Корректируем ионосферную погрешность двумя частотами, моделируем тропомферу (с использованием измерений давления, влажности и температуры). Записываем систему уравнений, в которой в качестве измерений - уже откорректированные псевдодальности (псевдофазы), а в качестве неизвестных - координаты спутников (например, в геоцентрической прямоугольной СК). Условие - координаты станций наблюдения известны заранее с требуемой точностью, базовые расстояния между станциями желательно побольше - для более-менее хорошей геометрии ну и плюс наблюдения накопить пару суток. Решить систему уравнения по МНК - получить результат. Для лучшего результата можно добавить в систему уравнений динамические модели движения спутников на орбитах (ну не хаотично же они двигаются), ну и, например, измерения квантово-оптическиз станций (если удастся найти:) ) в те же моменты времени. Ну и все - дело в шляпе. но... ЗАЧЕМ?

 

То есть, по идее, для каждой сети постоянно действующих станций можно вычислить "свои" "точные" эфемериды спутников, беря в расчет измерения только на этих станциях?

Если взять точные эфемериды, полученные по данным IGS и посчитать самому по тем же данным...
Может, точные эфемериды, посчитанные по данным локальной сети будут более адаптированы для координатных определений в этой сети...
Для чего? Хотя бы для того, чтобы не ждать долго или все равно займет две недели?

 

При определениях координат спутников по измерениям локальной сети будут очень высокие погрешности, что в первую очередь, связано с геометрией измерительной сети... Представьте себе вы имеете сеть с базовыми расстояниями между станциями в 100 км, при этом расстояния до навигационного спутника (пусть для упрощения примем, что необходимо определить координаты только одного, а не всех в созвездии) - 20 000 км минимум. Это тоже самое, что вы принимаете сигналы навигационным приемником только от спутников, которые находяься под углами визирования 87-89 градусов. Причем даже неважно сколько их будет. Значение геометрического фактора будет зашкаливать!

Можно определить и пооперативнее, конечно. Но наверное минимум за сутки. Главное - "захватить" в измерительный процесс участки орбит побольше и использовать модели движения, учитывающие бесчиленное количество факторов, влияющих на движение космического аппарата. НО: локально точно нет. Сеть на территории России - это уже хороший выход. Самое главное, когда будете строить про Украину не забудьте :)

(Добавление)

а вот тут вы очень близки к истине, проводили мы когда то такие эксперименты. Действительно, координаты спутников определенные сетью локальных станций на коротких временных интервалах имеют кошмарные по величине погрешности (статистические характеристики - на значения диагональных элементов корреляционных матриц смотреть страшно). НО: при проекции этих самых чудовищных погрешностей на место расположения потребителя внутри сети - получаются не самые плохие результаты :) Вряд ли такие "точные" эфемериды можно использовать в классическом смысле, как, например, эфемериды IGS, но в некоторых случаях это может принести пользу

 

А что, конкретно, необходимо учитывать? Описаны ли алгоритмы получения точных эфемерид, например, IGS. Какие модели движения спутников? Какая модель тропосферы? Поподробнее, как считать, что не забыть?;)
(Добавление)

Оффтоп

По тому же принципу, что в технологии определения координат через удаленную станцию, которую я как-то пытался описать на форуме;)

 

Я не такой большой специалист по моделям орбитального движенияА, чтобы претендовать на истину, но учитывается там очень много априорных факторов - влияние притяжения Земли, Луны, давления солнца, гравитационных и магнитных потенциалов и т.п. и т.д. Когда мы занимались оцениванием, то использовали, так называемый, геометрический принцип (самый наихудший, т.к. не предполагает использование прогнозирования поведения оцениваемых параметров на следующем шаге измерений) - т.е. без моделей. про ионосферу и тропосферу я уже писал... А учитывать нужно и множество факторов: решать задачу синхронизации, контролировать качество измерений, отбраковывать аномалии, многолучевость... Поищу для вас статьи на эту тему

Здесь более подробно тзложено то, что я хотел сказать:
(1999) Жалило А.А. Методический подход и алгоритмы реализации дифференциального метода...
Возможно статья трудновато читаема, но выводы осилить вполне можно :)

 

Если не хочется ждать две недели, можно воспользоваться IGS Rapid Orbits. Они доступны уже через 17 часов и сейчас достаточно точны. В таблице IGS Products их точность совпадает с точностью IGS Final Orbits.

 

Что теоретически можно учитывать, я в курсе, а вот, что учитывает, например, IGS...

Спасибо заранее.
(Добавление)

Олег, надо, именно, самому посчитать, а не взять "чужие".
Против Jim Ray and Jake Griffiths ничего не имею;)

 

В статье William G. Kass, Robert L. Dulaney, Jake Griffiths, Stephen Hilla, Jim Ray, James Rohde.
Global GPS data analysis at the National Geodetic Survey. J Geod (2009) 83:289–295, DOI 10.1007/s00190-008-0255-4 есть обзор о том, как оценивают орбиты в NGS с ссылками на литературу.

На сайте IGS (http://igscb.jpl.nasa.gov/igscb/center/analysis/) размещены acn-файлы (Analysis Strategy Summary), в которых указаны модели, используемые центрами анализа IGS.

 

Спасибо, не знал об этих файлах. Информацию о моделях получал только из сравнительных таблиц в презентации Jim Ray.
P.S. Кстати, недавно было интересное сообщение, связанное с точными эфемеридами :
http://igscb.jpl.nasa.gov/mail/igsmail/2009/msg00132.html

 

Александр, можете посмотреть диссертации людей из AIUB:
1) M.Rothacher. Orbits of Satellite Systems in Space Geodesy,
2) T.A.Springer. Modeling and Validating Orbits and Clocks Using the Global Positioning System.

На сайте Swiss Geodetic Commission много интересного, не только об определении орбит.

 

Спасибо за ссылки, Олег;)

 

Мне тут Gero посоветовал заняться, в том числе, расчетом точных эфемерид. Но надо сначала изучить тему;) Отсюда вопрос:
Какие и сколько центров расчета точных эфемерид ГЛОНАСС действуют в России?
Где можно взять данные этих центров?

 

Насколько я знаю, в России таких центров нет. Даже на сайте Информационно-аналитического центра (ИАЦ) ЦНИИмаш выкладываются точные эфемериды IGS, полученные по данным зарубежных центров.
Одной из задач Системы дифференциальной коррекции и мониторинга (СДКМ) является апостериорное высокоточное определение эфемерид и временных поправок, но в каком виде и когда это будет, непонятно.

 

Формально, расчет точных эфемерид производят в ЦНИИМаше, РНИИ КП и ЦНИИГАиКе (совместно с BKG). Знаю, что в ЦНИИМаше даже две группы занимаются точными эфемеридами.

 

Саша, "формально" это как? Понарошку? :)
Результаты можно посмотреть?

 

Можно, попросив, например, товарищей с ЦНИИМаша.

Ну, собственно, это я первым вопрос задал;)

 

Согласен.
Если считают также как в СДКМ рассчитывают точность автономного позиционирования по GPS, то лучше бы и не считали. И, кстати, а зачем формально считать если никто воспользоваться не может или может, но только по просьбе?
Вот же ж великий и могучий ...

 

Эфемеридный центр ЦНИИГАиК