Skip to main content

Приложение Б. Анализ ГНСС данных.

В процессе обработки ГНСС-наблюдений важно отслеживать доступность спутников, их пространственное распределение, а также качество принимаемых сигналов. Для этого используются специализированные инструменты визуализации, каждый из которых предоставляет данные для анализа.

Plot_01.webp

Окно Sat Vis (Satellite Visibility) отображает динамическую видимость спутников GNSS в графическом или табличном формате, фиксируя доступность спутников для приёмника в определённые моменты времени.
Структура графика:
Ось X – временная шкала, соответствующая продолжительности сеанса измерений.
Ось Y – перечень спутников с указанием их принадлежности к навигационным системам (например, G – GPS, R – ГЛОНАСС, E – Galileo, C – BeiDou).
Линии/столбцы – отображают периоды видимости спутника для приёмника.
Цветовая кодировка – обозначает используемые частотные диапазоны GNSS-сигналов: жёлтый – первая частота, зелёный – первая и вторая частоты и т. д.


Горизонтальные полосы – каждая соответствует отдельному спутнику.
Длина полосы – продолжительность доступности спутника.
Разрывы – периоды потери сигнала (например, из-за препятствий).

Увеличение количества одновременно наблюдаемых спутников может улучшить геометрическое разнообразие, что снижает значение коэффициента DOP (Dilution of Precision). Однако при недостаточном числе видимых спутников точность позиционирования может значительно ухудшиться.

Plot_02.webp

Окно Skyplot визуализирует расположение спутников GNSS в полярной системе координат, отображая их положение в небесной сфере относительно приёмника.

Структура диаграммы представляет собой круговую проекцию вида "сверху", где:

  • Центр соответствует зениту (спутники непосредственно над приёмником);
  • Окружность обозначает горизонт (спутники с минимальным углом возвышения относительно горизонта);
  • Направления сторон света стандартизированы:
    Север (N) – верх диаграммы, восток (E) – правая сторона, юг (S) – нижняя часть, запад (W) – левая сторона.

График позволяет оценить:
Распределение спутников по азимуту и углу места;
Геометрическое разнообразие (важно для расчёта DOP);
Зоны возможного затенения (близость спутников к горизонту).

Plot_03.webp

Окно DOP/NSat предоставляет ключевые показатели оценки качества ГНСС-позиционирования, отражающие пространственное распределение спутников и их количество в процессе измерений.

Основные параметры:

  • DOP (Dilution Of Precision) - коэффициент, количественно характеризующий влияние геометрической конфигурации спутников на точность позиционных решений. Значение DOP определяется взаимным расположением навигационных спутников относительно приемника в трехмерном пространстве.
  • NSat (Number of Satellites) - параметр, отображающий количество спутников, участвующих в навигационном решении в каждый момент времени.

Классификация DOP-коэффициентов:

GDOP (Geometric DOP) - интегральный показатель снижения точности по всем компонентам (трехмерные координаты + временная поправка)

PDOP (Position DOP) - характеризует снижение точности трехмерного позиционирования (широта, долгота, высота)

HDOP (Horizontal DOP) - отражает снижение точности в горизонтальной плоскости (широта, долгота)

VDOP (Vertical DOP) - показатель снижения точности определения высоты. В типовых условиях VDOP превышает HDOP вследствие особенностей геометрии спутникового созвездия.

Plot_04.webp

Окно SNR/MP/El предоставляет комплексную диагностику ключевых параметров качества ГНСС-сигналов. Рассмотрим основные параметры:

  1. SNR (Signal-to-Noise Ratio) - отношение мощности полезного сигнала к спектральной плотности шума (дБ-Гц).
    Оптимальные значения: >35 дБ-Гц (высокое качество сигнала)
    Критические значения: <25 дБ-Гц (риск потери синхронизации)
  2. MP (Multipath) - фазовые искажения, вызванные эффектом многолучевости.
    Шкала оценки:
    0-0.5 м - незначительное влияние;
    0.5-1.0 м - умеренные искажения;
    более 1 м - сильные искажения из-за отражённых сигналов.
  3. El (Elevation Angle) - вертикальный угол видимости спутника относительно местного горизонта (градусы).
    Особенности интерпретации:
    0°-15°: зона повышенного шума и многолучевости;
    15°-30°: рабочая зона приемлемого качества;
    30° и более: оптимальная зона приема.

Корреляционное изменение параметров позволяет идентифицировать:
Затенение сигнала (синхронное падение SNR и El);
Эффект многолучевости (рост MP при стабильном SNR);
Атмосферные помехи (скачкообразные изменения SNR).

Plot_06.webp

Окно MP-Skyplot представляет собой специализированный инструмент визуализации, совмещающий анализ эффектов многолучевости с пространственным распределением спутников в небесной сфере.

Этот график сочетает полярную проекцию расположения спутников (аналогично стандартному Skyplot) и цветовую/градиентную индикацию уровня многолучевых искажений

Структура диаграммы представляет собой круговую проекцию вида "сверху", где:

  • Центр соответствует зениту (спутники непосредственно над приёмником);
  • Окружность обозначает горизонт (спутники с минимальным углом возвышения относительно горизонта);
  • Направления сторон света стандартизированы:
    Север (N) – верх диаграммы, восток (E) – правая сторона, юг (S) – нижняя часть, запад (W) – левая сторона.
No Comments
Back to top