Подсистемы спутниковых навигационных систем Навстар и Глонас.
Выделяют три главные подсистемы (сегменты): наземного контроля и управления (НКУ), созвездия НИСЗ, спутниковая навигационная аппаратуры (СНА) пользователей. Подсистема НКУ состоит из станций слежения за НИСЗ, службы точного времени, главной станции с вычислительным центром и станций загрузки данных на борт НИСЗ. Спутники GPS проходят над контрольными пунктами дважды в сутки. Собранная информация об орбитах обрабатывается, и прогнозируются координаты спутников (эфемериды). Эти и другие данные с наземных станций загружаются на борт каждого НИСЗ. GPS управляют главная станция на базе ВВС Колорадо-Спрингс, штат Калифорния, и наземные станции в Колорадо-Спрингс, на острове Вознесения, острове Диего-Гарсия, атолле Кваджалейн и Гавайских островах. Точное время определяют при помощи обсерватории в Вашингтоне. Подсистема НИСЗ состоит из 24спутников. Каждый спутник имеет по четыре дорогостоящих атомных эталона частоты и времени, аппаратуру для приема и передачи радиосигналов, бортовую компьютерную аппаратуру. Размеры спутников с учетом панелей солнечных батарей более 5 м. Вес спутника ~ 860 кг.Расчетное время существования на орбите 7-8 лет. НИСЗ принимают и хранят информацию с наземных станций, а также непрерывно излучают для пользователей измерительные радиосигналы, данные о точном времени, свои координатах и другие сведения.В ГЛОНАСС также должно быть 24 НИСЗ. НКУ включает Центр управления системой под Москвой (ЦУС), сеть станций слежения на территории РФ, а также центральный синхронизатор (ЦС) с высокоточным водородным стандартом частоты и времени для синхронизации системы. Станции слежения оборудованы лазерными дальномерами, а спутники -отражателями.
|
|
|
Геометрическая сущность местоопределения по спутниковым навигационным системам второго поколения.
В СРНС координаты находят способом пространственных засечек. Измеренные параметры определяют поверхности положения, в точке пересечения которых лежит искомый объект. В системе первого поколения TRANSIТ на основе эффекта Доплера измеряли разности расстояний от приемника до двух положений спутника на орбите. Поверхностями положений являлись гиперболоиды вращения. В современных СРНС второго поколения измеряют дальности до КА и скорости изменений дальностей вследствие перемещений НИСЗ относительно пользователя. Оба этих параметра можно применить для определения координат местонахождения. Измеренным скоростям соответствуют конические поверхности положения (конусы), а измеренным дальностям сферические (сферы). В геодезических целях преимущественно пользуются дальностями, по которым реализуют пространственные линейные засечки. На деле измеряют искаженные расстояния в каждом из которых содержится неизвестная величина- смещение часов приемной аппаратуры (Т). Их называют псевдодальностями. Чтобы правильно вычислить координаты пункта по псевдодальностям, надо их измерять не до трех, а, как увидим позже, до большего числа пунктов с известными координатами. При этом смещение часов вводится в вычисления в качестве четвертой определяемой величины наряду с координатами X,Y,Z. Кроме того, как это принято в геодезии и гидрографии, всегда должны быть избыточно измеренные величины. Избыточные результаты повышают качество измерений, обеспечивают контроль и позволяют выполнять обработку по методу наименьших квадратов (МНК).
|
|
|
Геодезические системы отсчета спутниковых навигационных систем второго поколения.Системы координат 1942 и 1995 года.
Геодезические системы отсчета (Reference System) устанавливают параметры,определяющие фигуру, размеры, гравитационное поле Земли и закрепляют гринвичскую геоцентрическую прямоугольную систему координат. Ее начало в центре масс Земли, ось Z направлена к северному полюсу, ось Х - в плоскости меридиана Гринвича, оси Х и У лежат в плоскости экватора. Важнейшими параметрами Земли являются: fМз - произведение гравитационной постоянной на массу; ω3 - угловая скорость вращения; а - экваториальный радиус; α - сжатие; c -скорость света в вакууме. Включение скорости света в число параметров обусловлено тем, что современные линейные измерения основаны на определении времени распространения электромагнитных волн - скорость света устанавливает линейный масштаб геодезических построений. Общеземными (международными) системами отсчета являются IERS (International Earth Rotation Service), ее европейская подсистема ЕТRS (Еurореаn Теrrеstrial Reference System), система
|
|
|
GRS-80 (Geodetic Reference System 1980), параметры которой служат основой ряда других системЕвропы, Австралии и Америки.В России без интеграции с западными странами создана система Параметры Земли 1990 г. (ПЗ-90). Поверхность и полюса Земли подвержены геодинамическим процессам. Ось вращения движется в теле Земли и перемещается относительно небесных тел. Поэтому составной частью геодезических Систем отсчета являются опорные сети (Reference Frame), фиксирующие положение гринвичской пространственной прямоугольной геоцентрической системы координат. В системе IERS новейшими методами космической геодезии установлены сети ITRF (IERS Terrestrial Reference Frame), закрепляющие положение центра масс Земли с точностью до 10 см и ориентирующие полярную ось по ее условному земному полюсу (СТР - Conventional Terrestrial Pole), соответствующему среднему
|
|
|
полюсу за 1900-1905 гг. и исправленному на нутацию. Небесные сети ICRF (IERS Celestial Reference Frame) закрепляют полярную ось Земли в Солнечной системе, приводя ее к положению в начале 2000года. GPS действует в координатной системе WGS-84 (World Geodetic System,1984).Начальный пункт системы расположен в центре масс Земли с ориентацией общего земного эллипсоида вдоль главных осей: ось OZ направлена вдоль оси вращения земли в сторону Северного полюса, ось OX лежит на пересечение плоскостей экватора и гринвичского меридиана, ось OYдополняет систему координат до правой. Размеры земного эллипсоида. В этой системе координат определяются эфемериды НИСЗ Навстар. Система координат 1942 года (СК-42). Эта система связана с эллипсоидом Красовского. Эллипсоидальные координаты- геодезические широта (B), долгота (L) и высота(H) связаны с декартовыми прямоугольными координатами следующими формулами: X (N+H) * cos(В)*cos(L); Y = (N+H)* cos(B)*sin(L) (2.7); Z (N+H- e. *N) *sin(B);
N = а/(1-е2sin2(В))1/2, е2= (2 - α)*α (2.8.) где N - радиус кривизны первого вертикала, а - большая полуось, α - сжатие эллипсоида.
Начало координат X,Y,Z совпадает с центром отсчетного эллипсоида, который ориентирован так, что его малая ось параллельна среднему положению оси вращения Земли, а плоскость начальных астрономического, Гринвичского и геодезического меридианов параллельны. Система координат 1995 года (СК-95). Носителем этой системы координат на общем земном эллипсоиде являются 164 тыс. пунктов совместно уравненных сетей: астрономо-геодезической (АГС), космической геодезической (КГС),доплеровской геодезической (ДГС), покрывающих всю территорию бывшего СССР, из которых 134 пункта сетей КГС и ДГС совмещены с пунктами АГС. Таким образом, в системе координат СК-95 по сравнению с СК-42, повышена точность передачи координат на расстояниях свыше 1000 км. в 10-15 раз, а точность взаимного положения пунктов в 2-3раза. Достигнута однородность по точности распространения координат на всей территории России и стран СНГ, исключены региональные деформации государственной геодезической сети, достигающие первых десятков метров.Введение в Российской Федерации СК-95 с 01 июля 2002 года обеспечивает с минимальными затратами переход от принятой системы координат к геоцентрическим системам, необходимость перехода к которым обусловлена спутниковыми технологиями определения координат
Дата добавления: 2018-10-27; просмотров: 483; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!