Вплоть до миллиметра: в РФ создали высокоточный метод определения координат

Белгород, 4 июля, 2022, 16:26 — ИА Регнум. Ученые Белгородского государственного национального исследовательского университета (участник программы развития вузов «Приоритет 2030» нацпроекта «Наука и университеты») решили задачу по точному определению координат местоположения объекта с помощью спутникового мониторинга в режиме реального времени, сообщили корреспонденту ИА REGNUM в Ассоциации поддержки научных исследований.

Научный коллектив Института инженерных и цифровых технологий НИУ БелГУ разработал новый математический метод определения местоположения объекта с помощью GPS/ГЛОНАСС, учитывающий дифференциальные поправки в фазовых измерениях координат.

Предложенная авторами работы вычислительная система основана на определении тройной разности периодов, высокая точность которой достигается за счет ввода дополнительных данных, в частности, тропосферной и ионосферной моделей. Коррекция координат при условии, что наблюдаются одни и те же искусственные спутники Земли, выполняется путем внесения дифференциальных поправок от базовой станции к приемнику.

«В настоящее время особое внимание уделяется повышению точности измерений, выполняемых с помощью глобальных спутниковых систем, в том числе GPS. Популярные методы определения месторасположения объектов вряд ли могут быть применены для решения задач, касающихся точного спутникового позиционирования, то есть определения трехмерных координат пространственного положения объекта.

В реальных условиях бывает трудно подобрать метод поиска объекта, который находится в неопределенном месте и состоянии. Это могут быть сложные конфигурации технических систем, транспортных средств, инженерных установок, электросетей и так далее. Порой, дополнительные трудности возникают при выборе алгоритма определения места, среды расположения объекта, помех источников и отсутствии единой координатной базы.

Поэтому решение задачи точного позиционирования объекта может быть достигнуто с минимумом ошибок при использовании тройной разности периодов, когда в расчеты будут введены ионосферные и тропосферные поправки», — пояснила аспирант Института инженерных и цифровых технологий НИУ БелГУ Валентина Левченко.

Разрабатывая новый метод определения точных координат объекта, ученые НИУ БелГУ провели ряд теоретических исследований с целью получения дифференциальных поправок, учитывающих задержку сигнала при прохождении ионосферы и тропосферы.

Для этого ими были проанализированы существующие методы выявления и устранения ошибок, определены их основные преимущества и недостатки. Затем был разработан метод, включающий обнаружение и исправление ошибок спутниковых систем навигации с ионосферными и тропосферными задержками, и математическая модель компенсации дифференциального влияния ионосферы и тропосферы.

В результате исследований была достигнута цель, а именно разработан метод получения дифференциальных поправок с учетом задержек ионосферы и тропосферы.

«Использование при вычислениях ионосферной и тропосферной задержки спутниковых сигналов является наиболее рациональным способом определения координат объектов, что позволяет с высокой точностью вычислить его местоположение, вплоть до миллиметра.

Мы планируем использовать разработанный нами новый метод интеллектуального высокоточного позиционирования для непрерывного оперативного мониторинга в режиме реального времени, что, например, обеспечит повышение точности расчетов перемещения инженерных сооружений до средней квадратичной ошибки не более 0,5−1 мм», — подчеркивает Левченко.

Предложенный учеными НИУ БелГУ метод используется впервые и предполагает получение наиболее точных координат в режиме реального времени по сравнению с существующими. В настоящее время проводится апробация разработанной системы.

По словам ректора Белгородского государственного национального исследовательского университета Олега Полухина, стратегическая программа академического лидерства «Приоритет 2030» охватывает все сферы деятельности вузов, начиная с образовательной и заканчивая социокультурной. В комментарии ИА REGNUM он также отметил:

«НИУ «БелГУ» в рамках программы «Приоритет-2030» вошёл в группу получателей как базовой части гранта, так и специального гранта по направлению «Территориальное лидерство». Соответственно, мы поставили задачи обеспечить глобальное лидерство в области исследований и разработок, обеспечивающее научно-технологический прорыв и инновационное развитие Белгородской области, в том числе благодаря выявлению и закреплению в регионе талантливой молодёжи.

Мы готовы обеспечить и новое качество реализации «третьей миссии» университета с усилением его влияния на развитие общества. Реализация программы «Приоритет 2030» не только способствует повышению научно-технологического потенциала, но и укреплению сотрудничества с реальным сектором экономики.

У Белгородского госуниверситета в портфеле проектов по программе «Приоритет-2030» уже несколько десятков разработок и идей по трём базовым направлениям, одно из которых мы назвали «Наука XXI века».

В рамках этого направления мы разработали и реализуем сегодня 20 проектов, и уже есть первые результаты по некоторым из них: разработки наших молодых учёных оценены как вклад в импортозамещение и взяты на вооружение различными производствами.

К примеру, благодаря тесному сотрудничеству с нашими индустриальными партнёрами мы на сегодняшний день имеем серьёзный опыт в фармразработках и генной инженерии, выполнив уже несколько исследований действительно инновационных препаратов российского производства и участвуя в разработке двух инновационных генно-терапевтических препаратов.

Совсем недавно было подписано трёхстороннее соглашение между правительством Белгородской области, РОСНАНО и Белгородским государственным национальным исследовательским университетом, предусматривающее в рамках программы «Приоритет-2030» создание в регионе сети карбоновых полигонов.

Также наши учёные в рамках направления «Наука XXI века» смогли создать несколько перспективных сплавов, не имеющих аналогов, экономичных и пригодных для широкого применения, в том числе и в космосе».

Результаты своей работы белгородские ученые представят в рамках Всероссийской (с международным участием) научно-практической конференции «Промышленность 4.0 в России: технологии, материалы, опыт внедрения» (ATiC 2022), которую Ассоциация поддержки научных исследований организует 6 июля 2022 г. совместно с Ульяновским государственным техническим университетом, Тамбовским государственным техническим университетом, Грозненским государственным нефтяным техническим университетом им. академика М. Д. Миллионщикова и в партнерстве с ГК «ХАЛТЕК» (г. Ульяновск, Россия), а также ООО «Ульяновский станкостроительный завод».

Как сообщало ИА REGNUM, одна из целей нацпроекта «Наука и университеты» заключается в достижении значимых результатов по приоритетам Стратегии научно-технологического развития России и повышении привлекательности отечественной науки и образования.

Добиться этого планируется за счет создания мировых и региональных тематических центров, а также за счет формирования системы трансфера технологий, созданных в передовых научных институтах и вузах.