Результат интеллектуальной деятельности: Система обеспечения навигационными данными

Предлагаемое изобретение относится к области спутниковой навигации и спутникового позиционирования, а именно к системам, обеспечивающим доступ пользователей к информационным ресурсам, которые могут быть получены от спутниковых навигационных систем.

Известен аппаратно-программный комплекс – центр компетенций, обеспечивающий интеграцию различной необходимой потребителям мониторинговой и навигационной информации в облачной среде вычислений, патент на изобретение RU2654237, опубликованный в 2018 г., АО «Российские космические системы». В RU2654237 не конкретизированы средства обеспечения пользователей запрашиваемой информацией. В качестве ближайшего аналога предлагаемого изобретения выбрана сеть высокоточного спутникового позиционирования, предложенная в патенте на изобретение RU2667599, опубликованном в 2018 г., АО «Российские космические системы». В RU2667599 предложен комплекс средств доступа пользователей к навигационным данным, а именно сеть референцных станций глобальной навигационной спутниковой системы, связанная посредством сети Интернет с сетью пользовательских компьютеров, и центром обработки данных, обеспечивающим функционирование интернет интерфейса (интернет портала), доступного с пользовательских компьютеров, включающего картографический интерфейс, связанный с оборудованием платёжных систем, и обеспечивающий управление применением данных станций. Средства центра обработки данных и системы в целом, обеспечивают управление работой пользователей с данными в заданном формате и передачу пользователям файлов, в том числе, формата RINEX, причём передача данных пользователям осуществляется по протоколу NTRIP, а также управление работой сервис-провайдеров по формированию каталога данных для конкретных станций, управлению тарифами для пользователей, подготовке отчётных данных.

Существующие в настоящее время спутниковые радионавигационные системы ГЛОНАСС и GPS имеют высокие базовые эксплуатационные характеристики, обеспечивающие в условиях нормального функционирования точность местоопределения пользователя в пределах 15 метров. Такие характеристики удовлетворяют навигационным требованиям широкого круга пользователей. Однако задачи обеспечения безопасности, экономичности, а также специальные задачи (аэрофотосъемка, землеустроительные, геодезические работы и т.д.) требуют дальнейшего повышения точности существующих спутниковых радионавигационных систем. Одним из наиболее эффективных путей повышения точности спутниковых радионавигационных систем является применение дифференциального режима. Широко распространенные в настоящее время системы локальной и региональной дифференциальной навигации, изложенные в указанных патентах, обладают общим недостатком: высокой стоимостью плотной сети наземных станций, необходимых для обеспечения охвата всей территории России и прилегающего воздушного пространства дифференциальными поправками. Несмотря на большое число работ, посвященных аспектам построения дифференциальных систем, в них отсутствует детальная проработка методов обработки беззапросных измерений и алгоритмов формирования дифференциальных поправок. В связи с чем является актуальной задача разработки алгоритмов формирования дифференциальных поправок в спутниковых системах глобальной дифференциальной навигации.

В свою очередь, предлагаемое изобретение направлено на совершенствование систем обеспечения пользователей информационными ресурсами, которые могут быть получены от спутниковых навигационных систем, в том числе мониторинговой и навигационной информацией (данными), и позволит расширить арсенал технических средств, используемых для данных целей.

Предложена система обеспечения навигационными данными (см. рисунок), содержащая сеть наземных станций глобальной навигационной спутниковой системы, связанную посредством сети Интернет с сетью пользовательских компьютеров и центром обработки данных, обеспечивающим функционирование интернет интерфейса (интернет портала), доступного с пользовательских компьютеров, включающего картографический интерфейс, связанный с оборудованием платёжных систем, и обеспечивающий управление применением данных станций. Средства центра обработки данных и системы в целом, обеспечивают управление работой пользователей с данными в заданном формате и передачу пользователям файлов, в том числе, формата RINEX, причём передача данных пользователям осуществляется по протоколу NTRIP, а также управление работой сервис-провайдеров по формированию каталога данных для конкретных станций, управлению тарифами для пользователей, подготовке отчётных данных. В отличии от ближайшего аналога наземные станции глобальной навигационной спутниковой системы представляют собой станции комплекса широкозонного функционального дополнения глобальных навигационных спутниковых систем – СДКМ-КФД, на базе системы дифференциальной коррекции и мониторинга - СДКМ. Пользователям передаются данные, включающие местоположение потребителя – файл формата RINEX, корректирующую информацию в формате SISNET, информацию о целостности в формате SISNET, данные ионосферных задержек в формате SISNET, метеоданные в формате RINEX.

Доступ пользователей к интересующим их данным обеспечивается через сеть пользовательских компьютеров посредством сети Интернет, пользователь непосредственно взаимодействует с интернет-интерфейсом (интернет-порталом), находящимся под управлением центра обработки данных, обеспечивающим функционирование пользовательского картографического интерфейса, взаимодействие с платёжными системами, подготовку отчётных данных для пользователей и т.п. Аппаратно-программные средства центра обработки данных обеспечивают пользователя данными в указанных выше форматах: местоположение потребителя в системе отсчёта ITRF и других геоцентрических системах координат и их системах отсчёта с отображением на географической карте – файл формата RINEX; корректирующую информацию в формате SISNET; информацию о целостности в формате SISNET для системы ГЛОНАСС и других навигационных систем, находящихся в зоне обслуживание СДКМ-КФД; данные (карта сетки) ионосферных задержек в формате SISNET, метеоданные в формате RINEX. Также, для пользователя отображается географическая карта со станциями сбора данных системы СДКМ-КФД и характеристикой качества их работы: координаты станций в системе ITRF и других геоцентрических системах координат, и их системах отсчёта, состояние навигационного поля, архив измерительных данных и т.п.

Таким образом, предложена система обеспечения пользователей навигационными данными, формируемыми аппаратно-программными средствами системы СДКМ-КФД, представляющей собой комплекс аппаратно-программных средств, работающих в автоматическом режиме, и предназначенный для обеспечения в непрерывном режиме всех пользователей, находящихся на территории обслуживания системы СДКМ-КФД, корректирующей информацией в формате SBAS (широкозонными дифференциальными поправками) и информацией о целостности. Информация о целостности определяется корректностью радиосигнала по всему тракту формирования на космических аппаратах, включая как отказы оборудования, так и плавающие изменения параметров, влияющие на радионавигационные параметры излучаемого сигнала космических аппаратов. Целостность навигационного обеспечения характеризуется временем доведения до потребителя информации о нарушениях в работе одного или нескольких космических аппаратов спутниковой радионавигационной системы, для исключения их из решения в процессе выполнения ответственных маневров и вероятностью успешного выполнения ответственного маневра в случае использования информации целостности.

Использование принципов функционирования систем широкозонной и глобальной дифференциальной навигации позволяют сократить число станций наземной сети для обеспечения глобального охвата. Поэтому использование глобальной дифференциальной навигации в качестве основы для построения общегосударственной системы дифференциальной навигации России наилучшим образом соответствуют условиям Российской Федерации с её большой и неравномерно населенной территорией.