Зиновьев Алексей Евгеньевич

Главный конструктор направления ГНСС
Зиновьев Алексей Евгеньевич окончил МИИГАиК по специальности астрономо-геодезия. По окончании института работал в РНИИКП (Российский Научно-Исследовательский Институт Космического Приборостроения), где занимался задачами, связанными с ГЛОНАСС. Затем работал в московском представительстве компаний Ashtech Inc. и Javad Positioning Systems Inc., занимаясь разработкой встроенного программного обеспечения для высокоточных ГНСС приёмников. С 2001 года - в компании Topcon Positioning Systems CIS, LLC, где занимал должность руководителя отдела разработки встроенного ПО для ГНСС продуктов. С 2018 г - в компании НТЛаб-СК. Является руководителем двух рабочих групп ГЛОНАСС и NavIC(IRNSS) в RTCM SC-104

Выступления:

Использование ГЛОНАСС как глобальной индустриальной технологии
«Режим позиционирования PPP в ГНСС приёмниках НТЛаб»
Дан краткий обзор режима высокоточного автономного позиционирования (ВАП; англоязычный термин: Precise Point Positioning (PPP)). Рассмотрены преимущества и недостатки PPP по сравнению с RTK. Приведена информация по качеству ГНСС измерений и точности позиционирования для ГНСС приёмников геодезического класса точности производства НТЛаб: данные характеристики соответствуют лучшим мировым образцам при одновременном сохранении технологической цепочки, в соответствии с которой все ключевые элементы ГНСС приёмников (цифровая и аналоговая СБИС, схемотехника, встроенное программное обеспечение и т.д.) разработаны компанией НТЛаб, и, соответственно, не содержат в себе каких-либо «черных ящиков» - тем самым означая полный контроль над компонентами, определяющими точностные характеристики ГНСС аппаратуры.
Приведена информация по методологии разработки режима PPP. В основе лежит концептуальная модель, реализованная на MATLAB/Octave. Данная модель удобна для реализации новых алгоритмов и получения быстрых результатов их оценки. В качестве исходных данных используются файлы в формате UFFI (Unified Format For Interfacing), представляющим собой унифицированный бинарный формат, в который могут быть сконвертированы наиболее популярные форматы ГНСС данных (RINEX, RTCM 3.X, CMR и другие), включая собственный бинарный формат передачи ГНСС данных, разработанный в НТЛаб. Такой подход является удобным с точки зрения использования унифицированных входных данных как для модулей, реализованных на MATLAB, так и для модулей, реализованных на C++.
В результате проделанной работы в настоящее время получены две реализации PPP : 1) MATLAB/Octave, 2) С++. Реализация на C++ является полностью портируемой на различные программно-аппаратные платформы, и работает как в режиме постобработки, так и в режиме реального времени в составе встроенного ПО навигационного модуля NTL105 производства НТЛаб. Состав алгоритмов полностью подобен для обеих реализаций, и данное соответствие планируется сохранять и в будущих разработках, использую MATLAB/Octave версию в качестве средства апробации новых алгоритмов и подходов. В настоящее время реализована работа с двухчастотными измерениями ГЛОНАСС/GPS, используя две комбинации фазовых измерений: 1) без-ионосферная комбинация, 2) L1/L2 с оценкой ионосферной ошибки.
Точностные характеристики реализованного режима PPP проверялись с использованием разнообразных исходных данных как в статике, так и в кинематике. В качестве средства проверки самих алгоритмов PPP использовались измерения со многих станций сети IGS, расположенных в Европе, Канаде, Австралии и т.д., которые были дополнены SP3/CLK файлами, соответствующими финальным орбитам и поправкам часов сети IGS. По этим исходным данным время сходимости до 10-см уровня в горизонтальной плоскости варьировалось в пределах 2.5 – 16.5 минуты (в среднем – 8.5 минуты) и до 5-см уровня – в пределах от 6 до 27 минут (в среднем – 15.5 минуты). Оценка точности позиционирования в горизонтальной плоскости после нескольких часов работы составляла величину меньше 2-х сантиметров при сравнении PPP позиции с заранее известными точными координатами IGS пунктов.
Также, аналогичные результаты были получены при использовании антенны, установленной на крыше Технопарка в Сколково, и потока измерений от приёмника NTL105. Для получения точных координат антенны использовались суточные файлы, обработанные с помощью сервиса PPP от NRCan (Канада): точность этого решения по широте, долготе и высоте характеризуется величинами порядка 1 см. При использовании финальных орбит и поправок часов от IGS, точность PPP решения в сравнении с координатами от NRCan составила величину порядка 2 см в горизонтальной плоскости, что полностью соответствует результатам, полученным при использовании ГНСС измерений, взятых из сети IGS.
Однако с точки зрения практического использования PPP, основной интерес представляет работа в режиме реального времени. Для получения PPP поправок в режиме реального времени использовались публичные потоки PPP поправок (SSR сообщения в формате RTCM 3.X), генерируемые различными организациями, входящими в IGS (CNES, CODE, GMV и другие). Проведенные эксперименты с потоками PPP поправок реального времени показало ухудшение результатов в сравнении с использованием IGS финальных орбит в режиме постобработки, что является ожидаемым результатом. Тем не менее, достигаемая точность в режиме реального времени составляет величины порядка 10 и 5 сантиметров за время сходимости порядка 15 и 30 минут, соответственно, и довольно сильно варьируется, в зависимости от определяемых текущим моментом времени специфики генерации открытых (сеть IGS) источников PPP поправок, что опять же является ожидаемым результатом.
Эксперименты в кинематике и сравнение с референсной траекторией, полученной в режиме RTK, также продемонстрировали высокую точность реализованных PPP алгоритмов. Горизонтальная точность при автомобильной динамике (50-100 км/час) составила величину лучше 5 см в горизонтальной плоскости (одна сигма).
Можно сделать вывод о том, что реализованные алгоритмы PPP демонстрируют ожидаемый уровень точности и времени сходимости, и готовы для реализации на различных аппаратно-программных платформах, поддерживая как режим постобработки, так и режим реального времени. Будущие планы предполагают расширение списка систем и сигналов, с которыми работают алгоритмы PPP (BeiDou, Galileo, L5 и т.д.), а также реализацию целочисленного разрешения неоднозначностей, что должно сделать точность PPP решения сравнимой с точностью RTK.
В настоящее время PPP алгоритмы реализованы в приёмниках НТЛаб (в частности, в NTL105), и готовы для практической работы.