Инструмент оценки доступности GNSS и многолучевого распространения для наземного транспорта

Применение глобальных навигационных спутниковых систем (GNSS) в наземных транспортных системах уже получило широкое распространение и, безусловно, будет продолжать развиваться, особенно в рамках интеллектуальных транспортных систем. Однако одним из наиболее известных недостатков таких систем является отсутствие видимости спутников в плотной городской застройке, а также в некоторых специфических замкнутых железнодорожных средах. Это существенно ограничивает использование GNSS в расширенных приложениях, связанных с безопасностью. В статье предлагается новый инструмент для прогнозирования доступности спутниковой группировки с точки зрения пользователя наземного транспорта. Зная траекторию наземного транспортного средства, инструмент прогнозирует количество принимаемых спутников и формирует критерий безопасности, позволяющий оценить качество результата позиционирования GNSS. Первая версия инструмента, уже введённая в эксплуатацию, объединяет метод обработки изображений, предоставляющий информацию о наземном окружении, с выходными данными программы слежения за спутниками, прогнозирующей положение спутников на небосводе. Это позволяет с помощью простого оптического подхода определить количество спутников, принимаемых в пределах прямой видимости или экранированных окружающей средой антенны-приёмника. Результаты, полученные в железнодорожных и автомобильных условиях, показывают, что сигналы спутников, принимаемые вследствие многолучевого распространения, часто используются GNSS-приёмниками в процессе позиционирования. Поэтому были охарактеризованы особенности распространения спутниковых сигналов в конфигурации городского каньона, чтобы определить, используется ли приёмником сигнал, поступивший по отражённому лучу. Для повышения общей эффективности прогнозирующего инструмента определён критерий, связанный с углом возвышения спутника. Приводится обсуждение сравнений с реальными измерениями. Результаты моделирования и измерений очень близки.