Предлагаются и анализируются варианты организации высокоточного геометрического определения параметров траектории низкоорбитальных космических аппаратов с использованием сигналов глобальной навигационной спутниковой системы GNSS. Рассматриваются особенности реализации и точность траекторных определений по результатам совместной обработки кодовых и фазовых измерений на борту космического аппарата и в наземной сети контрольных станций дифференциальной подсистемы GNSS.

Представлена концепция построения национальной системы координатно-временного обеспечения по сигналам спутниковых радионавигационных систем GPS и ГЛОНАСС. Определен круг задач, приоритетные направления развития и рынок услуг системы. Приведено обоснование выбора принципа построения и ожидаемые характеристики системы навигационного обеспечения Украины.

Предложена методология построения и обработки измерительной информации сетей контрольных станций спутниковой дифференциальной навигации по сигналам GPS и ГЛОНАСС. На основе геометрического подхода получены оптимальные алгоритмы обработки наблюдений сетей контрольных станций и выработаны рекомендации по обработке информации и построению региональных и локальных дифференциальных подсистем GPS и ГЛОНАСС.

Подаються методика та оцінка точності періодичного уточнення (моніторингу) взаємних координат фазових центрів приймальних антен контрольних станцій широкозонної диференціальної підсистеми супутникових радіонавігаційних систем GPS і ГЛОНАСС за власними результатами вимірювань підсистеми. Показано спосіб оптимальної трансформації вихідної багатопараметричної системи рівнянь з метою оптимізації реалізації та підвищення стійкості обчислювальних процедур при оцінці інформаційних параметрів. Отримані алгоритми визначення параметрів і оцінки потенціальної точності взаємної геодезичної прив'язки контрольних станцій на прикладі рекомендованої до розгортання в Україні широкозонної диференційної підсистеми.

Оцінюються потенційні можливості реалізації широкозонної диференціальної навігації за сигналами космічних навігаційних систем GPS і ГЛОНАСС в малих регіонах земної поверхні, таких як Україна. Оцінюється точність формування диференціальних корекцій мережею контрольних станцій та результуюча точність координатно-часових визначень.

Предложен способ реализации относительных геодезических определений по сигналам GPS и/или ГЛОНАСС с использованием текущей обработки первых разностей фазовых наблюдений. Алгоритм обработки наблюдений является универсальным для одночастотных и двухчастотных наблюдений, позволяет достаточно просто формировать весовые матрицы наблюдений, исключить проблему выбора опорного спутника и организовать восстановление потерь циклов фазы. Предложенный способ обработки позволяет упростить программную реализацию относительных геодезических определений в статическом и кинематическом режимах работы и повысить надежность разрешения фазовой неоднозначности.

Запропоновано простий у реалізації метод верифікації фазових характеристик GPS/GNSS-антен за конкретних умов експлуатації. Метод допускає використання однієї близько розташованої еталонної базової станції з точними координатами середнього фазового центра (СФЦ) приймальної антени та точних фазових калібрувань. Він дозволяє без використання дорогого спеціалізованого устаткування провести оцінку фазових характеристик антен та їх вплив на точність визначення. Представлено результати верифікації використовуваних фазових калібрувань антен GPS-600LB, GPS-702 (NovAtel Inc., Канада) для антенного поста станції SURE (ХНУРЕ). Одержано задовільний збіг (на рівні 1 - 1,5 мм) оцінок зсувів СФЦ зі значеннями, які одержано фірмою Geo++ Gmbh (Німеччина) із застосуванням спеціалізованих роботів. Проведена серія експериментальних досліджень із використанням GPS/GNSS-антен геодезичного класу дозволила оцінити якість використовуваних фазових корекцій та їх вплив на точність планових і вертикальних координат, а також підвищити точність визначення координат антени станції SURE (ХНУРЕ). Викладено методичні рекомендації з установки антенних постів, контролю та верифікації фазових калібрувань прийомних антен GPS/GNSS-станцій для виконання координатних визначень із міліметровою точністю.

Описаны результаты разработки комплекса новых эффективных алгоритмов и программного обеспечения высокоточного GPS-позиционирования движущихся и статических объектов с использованием фазовых наблюдений разностной частоты (Wide Lane наблюдения). Представлены экспериментальные исследования алгоритмов разрешения фазовой неоднозначности Wide Lane наблюдений и высокоточного позиционирования с использованием реальной измерительной информации при проведении аэрофотосъемки на борту летательных аппаратов и станций перманентной сети Украины. Описаны особенности и возможности реализации предложенных процедур обработки GPS наблюдений. Экспериментальным путем показано, что в стандартных условиях наблюдений достигается полное разрешение фазовой неоднозначности и субдециметровая точность позиционирования. Типичные среднеквадратические погрешности определения местоположения динамических объектов составляют 3 - 5 см по плановым координатам и 3 - 7 см по высоте на базовых расстояниях до 150 км. Для статических определений среднеквадратические погрешности не превышают 2 - 4 см по всем координатам на базовых расстояниях до 170 км. Созданный отечественный программно-алгоритмический комплекс является высокоточным инструментарием обработки наблюдений и может быть рекомендован для различных практических приложений.

Представлены результаты создания и исследования нового эффективного метода обработки двухчастотных кинематических GPS-наблюдений с целью обнаружения, оценки и устранения фазовых циклических скачков. Данный метод основан на использовании приращений наблюдений по времени и специальной процедуры совместного МНК-оценивания совокупности информационных (приращений координат и расхождений часов) и неинформационных параметров (циклических фазовых скачков). Оценивание циклических фазовых скачков осуществляется путем прямого перебора в предварительно определенной области поиска. Выполнена верификация предложенного метода с использованием моделирования и реальных GPS-наблюдений. Показано, что в рассматриваемом случае достигается надежное определение и устранение циклических фазовых скачков при полной либо частичной потере наблюдений на интервалах до 20 с.

Представлены результаты разработки нового метода оценки и устранения фазовых циклических скачков в одночастотных кинематических ГНСС-наблюдениях. Выполнены исследования и верификация предложенного метода с использованием моделирования и реальных GPS-наблюдений. Определены условия восстановления непрерывности фазовых наблюдений, при которых достигается надежное устранение циклических фазовых скачков при частичной и полной потере наблюдений на интервалах до 30 с. Исследованы возможности повышения надежности устранения фазовых скачков при использовании группы приращений наблюдений, полученных в автономном и дифференциальном режимах координатных определений. Показано, что надежность решения рассмотренной задачи критическим образом зависит от использования сглаженных кодовых наблюдений. Сглаживание кодовых наблюдений позволяет достичь существенно большего эффекта по сравнению с увеличением числа спутников в текущем созвездии.

Изложены результаты построения, оптимизации и валидации региональной двумерной модели полного электронного содержания ионосферы. Моделирование основывается на использовании высокоточных однозначных фазовых "безгеометрических" ГНСС-наблюдений в сети перманентных референцных станций и осуществлении совместного МНК-оценивания параметров модели и неизвестных фазовых смещений. Показано, что предложенная модель позволяет на 65 - 80 % точнее выполнить абсолютное и дифференциальное позиционирование по сравнению с известной моделью GIM IONEX IGS.

Представлены результаты исследований изменчивости ионосферных задержек и сравнительной эффективности их компенсации с использованием сетевого дифференциального метода ГНСС-позиционирования в различные времена года. Показано, что в осенне-зимний период недоучтенная ионосферная задержка при одночастотном дифференциальном позиционировании может достигать 0,3 м на базовых расстояниях до 35 км и 0,9 м на базовых расстояниях до 150 км, а в весенне-летний период ее величина уменьшается в 2 - 3 раза. Использование дополнительной авторской методики сетевой дифференциальной коррекции ГНСС-наблюдений позволяет в значительной мере (на 30 - 40 %) уменьшить остаточные ионосферные задержки и повысить точность позиционирования.

Приведены результаты разроботки новой реализации PPP-метода (Precise Point Positioning) высокоточного определения траекторий низкоорбитальных космических аппаратов (НКА) с использованием бортовых GPS-наблюдений. Описаны особенности и характеристики предложенного варианта PPP-метода траекторных определений. На примере обработки GPS-наблюдений специализированных спутников COSMIC показано, что предложенная реализация PPP-метода позволяет определять параметры траекторий НКА с субдециметровой точностью.