Сравнительный анализ характеристик ГНСС приемника на базе модуля u-blox ZED-F9P при использовании ГНСС антенн различного класса

В работе исследовано влияние используемой ГНСС антенны на характеристики регистрируемых навигационных сигналов ГНСС систем GPS, ГЛОНАСС, Galileo, Beidou, с помощью ГНСС приемника оригинальной разработки на базе модуля u-blox ZED-F9P. В качестве эталонного и верифицированного источника информации ГНСС данных выбрана станция KZN2 мировой сети ГНСС станций IGS, оснащенная профессиональным геодезическим ГНСС приемником Trimble Alloy с антенной Trimble TRM 59800. Для сравнительного анализа влияния ГНСС антенн использованы два ГНСС приемника оригинальной разработки на базе модуля u-blox ZED-F9P, оснащенные бюджетной ГНСС антенной Beitian BT-290 (примерная стоимость 7-10 т. р.) и ГНСС антенной Trimble Zephyr 3 Rover (примерная стоимость более 180 т. р). В качестве основных сравниваемых параметров использованы данные о мощности сигнала, и популярные индексы оценки ионосферной активности, полученные на основе данных о полном электронном содержании, рассчитанном на основе двухчастотной фазовой комбинации на центральных частотах L1 и L2 диапазона, а именно: а) – вариации относительного наклонного ПЭС (var sTEC); б) – производная ПЭС (ROT); в) – СКО производной ПЭС на 5 минутном интервале (ROTI); г) – СКО относительного наклонного ПЭС в окне 100 с (RMSTEC); д) СКО производной ПЭС, нормированной на квадрат наклонного фактора (AATR). Эксперимент был проведен 22 июля 2021 года в интервале 16:00 – 19:00 UTC. Два приемника u-blox находились на расстоянии около 1 м друг от друга и в 150 м от станции KZN2. В сравнительном анализе использованы данные из набора более чем 20-ти спутников, включающие спутники систем GPS, ГЛОНАСС, Galileo, Beidou.

По результатам измерений мощности навигационного сигнала можно сделать вывод, что для ГНСС приемников u-blox ZED-F9P регистрируемый уровень мощности навигационных сигналов не имеет характерной зависимости от класса используемой антенны на частотах L1 и L2, и в целом сопоставим с данными, полученными на IGS станции KZN2. В части регистрации относительного наклонного ПЭС и параметров, рассчитанных на его основе следует, что медианные уровни для рядов, полученных по данным измерений ГНСС приемника Trimble Alloy станции KZN2 на 20÷45% ниже, чем для приемников u-blox ZED-F9P.

Полученные результаты показывают, что использование ГНСС приемника на базе модуля u-blox ZED-F9P в качестве бюджетного решения для организации приемного, в том числе мобильного, пункта регистрации данных ПЭС, активно используемых в настоящий момент в ионосферных исследованиях, является целесообразным, особенно в зонах с низкой плотностью ГНСС-станций.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 21-72-00043, https://rscf.ru/project/21-72-00043/.