Studopediya

КАТЕГОРИИ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) П Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военно дело (14632) Висока технологиите (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къщи- (47672) журналистика и SMI- (912) Izobretatelstvo- (14524) на външните >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) История- (13644) Компютри- (11121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) култура (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23,702) Matematika- (16,968) инженерно (1700) медицина-(12,668) Management- (24,684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образование-(11,852) защита truda- (3308) Pedagogika- (5571) п Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) oligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97182) от промишлеността (8706) Psihologiya- (18,388) Religiya- (3217) с комуникацията (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) спортно-(42,831) Изграждане, (4793) Torgovlya- (5050) превозът (2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596 ) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Telephones- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно (12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

методи за сателитно позициониране

4 октомври 1957, в деня на старта на първия изкуствен спътник на Земята на Съветския съюз (AES), се поставя началото на бързо развиващ се отрасъл на геодезията - пространство, или сателит. Този нов клон на геодезията насочена основно към решаване на проблемите на две групи - прехвърлянето на координати на дълги разстояния и измерване на гравитационното поле на Земята. В съответствие с тези цели са също методи на техните разтвори обикновено са разделени в две групи: тези, свързани с използването на спътника като крайна точка с известни координати в определено време на наблюдение; въз основа на изследването на траекторията на полета си, точната форма на орбитата. Първата група от задачи, наречени геометрична (пространство триангулация, линеен пространство резекция), а вторият - динамичен (орбитален метод). Естествено, абсолютните границите между задачите на геометрична и динамичен характер, не е така, защото те са свързани единни закони сателитна движение.

Фиг. 40 Orbit сателити


HIS спокойно движение настъпва обикновено poelipticheskoy орбита (фиг. 40)

Фиг. Ориентация сателитна орбита 41


Един от фокусите на елипсата 3 - центъра на масата на Земята; А - точка апогей на максимално разстояние от земята; П - точка перигей, най-близката точка на орбитата на Земята. Линията, свързваща точката на оргазъм и перигея, наречена линия на апсиди.

сателитна движение е в постоянна орбитална равнина, чиято ориентация в пространството се определя от два ъглови количества I и Ψ ((Фигура 41) и - .. наклона на равнината на орбитата на екваториалната равнина (ако аз = 0 °, в орбита екваториалния ако I = 90 °, . полярна орбита) ъгъл Ψ - дължина на възходящ възел линия памет при което орбита равнина пресича екваториалната равнина се нарича линия на ъгъл възли ω (дължина перигей) се определя от своя страна или позицията на елипсата в равнината на орбитата трябва да бъде дори варовик до знанието на даден сателит позиция .. Време / подаване, например точка на стр Общо, следователно, трябва да се знае шестте параметри - шест "Keplerian елементи" (А, Е, I, Ψ, ω, т).

Истинската движението на спътника - смутен, не е обект на строги закони на Кеплер. Измерването на тези нарушения - пътят към познанието на гравитационното поле на недвижими Земята. Това, че орбиталните наблюдения показват асиметрия на северните и южните полукълба на земята земята гравиметрични измервания, въпреки че те са по-точни спътник, на практика извършва в полярните региони.

В зависимост от вида на проблемите - геометрична или динамичен - параметри на сателитни орбити се различават значително. За да се изследва гравитационното поле на Земята е необходима, "най-ниски и тежки" сателити с перигей от 500 - 800 km. При по-ниски височини, движението на спътника ще има значително влияние земната атмосфера на голяма надморска височина значително да повлияе на лек натиск и лунно-слънчеви атракция. Тези сателити трябва, ако е възможно, да имат максимално тегловно съотношение диаметър (форма сателити обикновено сферични).



За решаването на геометрични проблеми са по-удобни с голям наклон орбита (ъгъл и), малък ексцентричност близо до 0) и достатъчно голяма височина над земята (3-30 хиляди. Km). Проекцията на повърхността на сателитна позиция на отвесната линия на Земята се нарича под-сателитна точка. Най-голям е ъгълът аз, толкова по-голяма амплитуда на задължително вълна - маршрут под-сателитна точка (на картата на света по отношение на екватора), толкова по-добри условия за наблюдение на спътника във високите географски ширини. Колкото по-малък от ъгъла аз, толкова по-малка амплитуда, по-близо до трасето екватора.

Допълнителни сателити екваториална кръгова орбита (I = 0 °, е = 0) е особено важно за обхождането чиято височина има определена стойност. Известно е, че за периода циркулация на спътника може да се изчисли по формулата

Тт = 84.4 + п / 25,

където Т Е п - циркулационен период от сателити, мин; Н - височината на спътника над земната повърхност, км.

Когато N = 33 900 km сателитна орбитална период е 24 часа, така маршрут му на картата на Земята се превръща в една точка, изглежда да виси над определена точка на екватора. Тези спътници се наричат ​​спътници на геостационарна орбита.

Поради високата скорост сателитна движение (около 7 км / и) определяне на тяхното пространствено положение се извършва методи са малко по-различни от конвенционални геодезически измервания. Най-широко използваните два начина - фотографски и радио.

съществуват сателитни системи повече от една трета на века. За дълго време, те предоставят информация за навигация, самолети, кораби и подводници. Въпреки това, прогресира с помощта на тези системи на високо ниво на точност на позициониране на обекти е довело до по-широкото използване на пространството навигационни системи в различни области на човешката дейност. Ето защо, за глобалната навигационна спътникова система, в повечето случаи става известен като навигационното и геодезическа (универсален).

Универсалност означава, че можете да използвате оборудването в геодезически и навигационни цели; по суша, море и въздух, и почти пространство; динамични и статични потребители; за да се определи абсолютното и относителното положение на обекта. Повишените възможности на тези системи позволяват добавянето към решаването на проблеми за намиране на геоцентрични координират точки от нивото на точност от около 1 m да се определят относителните координати на равнището на точност, близка до 1 • 10 -7.

В момента се използва системата на двата второ поколение - американската GPS и руската ГЛОНАСС, е планирано пускането в експлоатация на европейската система под nazvaniemGalileo.

Американският генерал Х. Stehling въвежда термина, което отразява системата на многоцелеви - позициониране. Тя отговаря на името на американския спътникова система: Global Rositioning Sistem - GPS. Чрез позициониране означава реализиране на възможните начини за използване на системата за определяне на параметри на състоянието пространствени

обекти на наблюдение. Тези параметри могат да бъдат приемник координати, скорост на вектора на движението му, пространствен вектор между двете приемници, текущото време позициониране. Следователно, определянето на местоположението на обект, скоростта на движението му, пространство вектор между точки на наблюдение, точното време на фиксиране са особени случаи на класиране. Сателитни системи GPS и GLONASS позициониране при условие на всяко място на земята, по всяко време, при всякакви климатични условия.

Руският система се нарича GLONASS - на глобалната навигационна спътникова система в съответствие със стандарта 51794-2001 руския ГОСТ Р се нарича GPS - система за глобално позициониране.

Системата за GPS е напълно разгърнати през 1995 г., системата ГЛОНАСС - през 1996 г. Скоро обаче в системата ГЛОНАСС е спрял планираното възстановяване на спътника, и все още ги недостатъчен.

Технически предпоставки за създаването на такива системи са с висока надеждност на сателити и създаването на атомно ultrastable стандартно време. GPS работи в координатната система WGS-84, както и GLONASS, работещи в системата на PP-90.

Структурата на GLONASS системи и GPS. Съставът на всяка система включва три подсистеми (сегмент):

• подсистема на космически кораб (SC) и комплекс старт
Lexa;

• подсистема земята наблюдение и контрол (GCC);
, подсистема получаване на потребителско оборудване (SA).
Всяка от GPS и GLONASS подсистеми включва групиране

от 24 космически кораб. ARI сателити разпределени в шест и GLONASS сателити в три орбитални равнини, разположени съответно на 60 ° и 120 ° в дължина на възходящия възел (фиг. 42).

Орбитите са подредени така, че по всяко време във всяка точка на земната повърхност може да се види "съзвездие" от поне четири сателита. Всеки спътник има четири атомни референтна честота скъпо и време, за да се осигури генерирането на радиосигналите и времеви отпечатъци люспите, средство за предаване и приемане на радиосигнали, и т.н. са предадени от сателитна ефемеридата и сателитна алманаха на сателитни системи и друга информация ..

Наречен ефемериди данни, описващи орбита на сателита и относително кратък интервал от време, което позволява точно да се изчисли местоположението на спътника по време на измерване в общата земна геоцентрична WGS-84 координатна система или SC-90. Алманах - съвкупност от данни за всички GPS сателити - предоставя информация за местоположението на спътниците, по време на изгрев и залез, тяхната височина над хоризонта и азимут, се използва за планиране на измерване.



Фиг. 42 орбитална съзвездие от глобалните спътникови системи

Позициониране: а - ГЛОНАСС; б - GPS

подсистема NKU се състои от станции: наблюдение на космически кораб, събиране на информация за сателитни орбити; обслужване на точното време; главната станция на компютърен център, обработка на информацията и за предвиждане на орбитална позиция (ефемериди) спътници; Станции зареждането на данните на борда на космическия кораб. Космически кораби да получават и информация за магазина от наземни станции, както и непрекъснато да я разпространява сред потребителите чрез радиосигнали, като част от съобщението за навигация.

Consumer GPS подсистема включва набор от хардуер и софтуер за осъществяване на възможните начини за използване на системата - определяне на навигационни данни за земната повърхност на морето, във въздуха, близо до Земята пространство, както и | геодезически позиции на земната повърхност.

За да може да се определи координатите навсякъде по Земята и по всяко време, броят на сателити, за да се увеличи, което води до появата на "съзвездия", или системи (фиг. 42). Руската система GLONASS е разработен (Глобална навигационна спътникова система), в САЩ в края на 1970. Той разработил "Глобална система за позициониране» - GPS.

GPS система се състои от 24 спътника, разпределени сравнително равномерно върху повърхността на Земята (в кръгова орбита на височина около 22 хиляди души. Км), както и няколко наземни станции обсерватории, от които те са обект на непрекъснат контрол. Траекторията на орбитата на всеки спътник, като по този начин непрекъснато се усъвършенства и предаден на съответния спътник превозвач, което от своя страна релета тази информация като т.нар алманах. Всеки спътник е псевдо-случаен генератор на трептения (се използват две честоти: 1 1 575.42 MHz и 227.60 MHz) и да увеличите надеждността на няколко екземпляра на супер-прецизно атомен часовник. На Земята, определен приемник спътникова точка се намира, където генерираните точно същите псевдо-случайни кодирани сигнали, и строго синхронно с емисиите на сателит. Сравнение на двете трептения да определи времето на сигнала от спътника към приемника (до 10 ~ 9), и по този начин да се изчисли разстоянието между тях. мига на знания

стойности на разстояния от дадена точка, четири спътника, чиито координати са известни, позволява да се изчисли координатите на приемника-констатация.

Фиг. 42Raspolozhenie spunikov в системи за позициониране

Значително увеличаване на точността на координатите сателитна дефиниции се постига, когато едновременно прилагане на две emoindikatorov - изходно ниво, или станция, намираща се постоянно в една точка с известни координати, както и движими движат по определени точки. Информацията, записана на двата приемника, след това се обработват с компютър с помощта на специална програма, която предоставя см и дори мм точност на позициониране.

Терминология на техники за измерване сателитни се формират на руски език се основава главно на проспекта на чужди фирми - производители на оборудване за измерване. Ако мобилната станция в неизвестна точка работи най-малко един час, този метод на работа се нарича "статично"; ако спазване продължителност е от 5 до 15 минути, - метод на "бързо статично; ако сесията на гледане още по-кратко - метод за "кинематика"; ако регистрирането на данните от измерването се извършва без прекъсване - метод на "непрекъснати кинематика"; ако наблюдават сесии повтарят няколко минути през няколко часа - Метод "reoccupation" и т.н. Всяка фирма, показва неговата продължителност стойности за всеки метод за наблюдение ... Глобална система за позициониране със сигурност е голямо бъдеще.

Същността на позициониране. При определяне на сателитния приемник се основава на метода на линейна координира серифен, или три-lateratsii (фиг. 43). Ролята на опорните точки работят космически кораби координати трябва да се знае по всяко време. Използването на оборудването намира в спътниците и земната повърхност се измерва разстояние и скорост промени, дължащи се на движението на космическия кораб по отношение на потребителя. За предпочитане се използват геодезически разстояния. Ако сателитния приемник са известни от разстоянието до три сателита, резултатът е пресечната точка на три области, които съответстват на разстоянието се получават две точки. Това е достатъчно, за да определи еднозначно координатите, като две възможни точки местоположение приемник, само един е на земята (или близо до него се), а второто, невярна - или дълбоко в земята или високо над повърхността й. Такава изкривен разстояние нарича pseudoranges, както и да намерите най-истинските разстояния и определяне на GPS-приемника на триизмерни координати се използват, най-малко четири (или повече) сателити. При получаване на сигнал от спътниците, GPS-приемник търси пресечната точка на съответните области. Ако няма такава точка, GPS-приемник процесор започва с последователното приближение да коригират своите часа до толкова дълго, колкото няма да успее пресечната точка на всички области в една точка.

Ris43. Концепцията за определяне на положението на обект от EA5:

и - определяне на синхронен приемника от pseudoranges да сателити OP5; б - геометрична интерпретация на определяне на положението на обект на четирите вериги на него, за да EA5 спътници; 1- 4 - космически кораб «GPS»; 5 - земната повърхност; 6 - общ наземна елипсоид; За нас - центъра на масата на Земята - началото на правоъгълна геоцентрична координатна система; P - приемник на определено място

X P, Y P, Z P - желания приемник координира; X I ,, имат I, Z I (I = 1, 2, 3, 4) са координатите на сателити в системата пространствено координира назначен определен момент.

Разстояния до сателитите се определя като продукт на времето за размножаване от тези радиосигнали на пътя на приемник на известен скоростта на електромагнитните вълни. Време получена индиректно, като се използват специални кодове или измервания фаза ..

Сателитът предава своята последователност като непрекъсната радиосигнал и GPS-приемник е включен във всеки даден момент, и отнема вариращи сигнал стойност се забави в сравнение с референтния импулсна поредица (фиг. 43). За тази SRP на спътника и потребителско приемник генерира строго синхронно. След това идва от сателитна код последователност се забавя по отношение на същата последователност в наземната станция оборудване по време на R = Т2 - Т1 равна на степента на влажните сигнал от кораба към оборудването на потребителя, където т 1 - време на сигнал радиация в сателита, т 2 - в момента на приемане на страната към наземната станция. Следователно, времето на сигнала от спътника към станция се определя от сигнал, генериран от забавяне сателитна наведнъж т 1 - т 2 на приемания сигнал имаше "изравнят" и двата са съвпада.

Трябва да се отбележи, че времето за преминаване е около 70 милисекунди на сигнала от спътника (Т = 20000 km / 300000 км / сек = 0.066 сек) и за измерване на малък интервал от време с висока точност (грешка на разстояние от порядъка на 10 m съответства на грешка при определяне на времезакъснението 10 / 300000 = 3-10 ~ 8) са само в състояние на квантовата честотни стандарти, така наречената "атомен" часовник, разположени на сателитите. Наборите от GPS-приемници са по-скъпи и по-малко точни кристални осцилатори, и които произтичат от този часовник времето грешка елиминира чрез определяне на разстоянието от четвърти спътник и математическата обработка на данните от измерванията.

оборудването на потребителя (GPS-приемник) се търси, усилване и разделяне на сигналите, принадлежащи към различни космически кораб, определянето на времето забавяне на размножаване сигнал от сателитите и по този начин изчисляване на pseudoranges пред тях.

Комплект оборудване на потребителя, зависи от предназначението си. Колкото по-прецизната работа, толкова по-трудно инструменти. най-модерната система за приемник използва за целите на проучване. Kit Потребителят оборудване за геодезически цели включва антена, приемник, контролер (устройство за контрол), или батерии, захранването (за зареждане и работа на мрежата) кабели, стативи, монтаж гама полюс антена, рулетка или специално устройство за измерване на височината на антената и друго оборудване. Измерването се изисква персонален компютър със софтуера.

Приемниците са класифицирани според проектните характеристики, предназначение и някои други характеристики. Така, според вида на получените сигнали към приемниците дял код и фаза; Технически възможности - за една система (приемане на сигнали от GPS или GLONASS), или два система ориентирана към приемане на сигнали от двата GPS или GLONASS; нарочно - за навигация, военни, геодезически и други цели. Нанесете приемници, съчетани с тотални станции.


1 - Бутон за включване; 2 - клавишни команди; 3 - бутон за връщане на предишната команда; 4 - планарна антена; 5 - ключов принос точка координати в решаването на навигационни задачи; Стрелките - курсор контрол

В някои проекти на информация за очакваната точност на позициониране не е уточнено в числени стойности RVOR (точки), а директно в единици за дължина. На дисплея се поставят не само цифрова информация, но и графично поле Опростете верига, маршрута на движение (в хоризонтално и вертикално), звезда карта с местоположението на сателитите, и т.н.

Каквото и радио - освободете 1990 година. или модерен - Няма смисъл, не забравяйте да се инсталират предварително трите първоначални параметри. От клоните трябва първо да изберете желаната координатната система, а вторият - елипсоида, третият - метричната система или крак дължините на единици. Ако изборът на мерните единици се извършва при натискане на клавиш, а след това с избора на елипсоида на координатната система и ситуацията е много по-сложно. Всички модерни приемници на чуждестранни фирми в софтуера не разполагат с правоъгълна координатна система и модела на Земята, приета в Русия. Ето защо, руски инспектори WTM обикновено използват правоъгълна координатна система и модел WGS-84 Земята последващо преизчисляване.

Максимална точност на измерване на координати сателитни методи, и в момента е на стойност от около 5 до 10 mm, е възможно само в GPS режим.

Фиг. 5.25. А двучестотен приемник-спътник


<== предишната лекция | Следващата лекция ==>
| методи за сателитно позициониране

; Дата на добавяне: 01.06.2014; ; Прегледи: 900; Нарушаването на авторски права? ;


Ние ценим Вашето мнение! Беше ли полезна публикува материал? Да | не



ТЪРСЕНЕ:


Вижте също:



zdes-stroika.ru - Studopediya (2013 - 2017) на година. Не е авторът на материала, и предоставя на студентите възможност за безплатно обучение и употреба! Най-новото допълнение , Ал IP: 66.249.93.205
Page генерирана за: 0.053 сек.