ВГС- высокочастотная геодезическая сеть.

ВГС- высокочастотная геодезическая сеть.

ГАЛИЛЕО- глобальная навигационная спутниковая система европейского космического агентства.

ГГС- государственная геодезическая сеть.

ГЛОНАСС- глобальная навигационная спутниковая система России.

ГНСС- глобальная навигационная спутниковая сеть.

ГСП- глобальная система позиционирования.

ОП- опорный пункт.

ФАГС- фундаментальная астрономическая сеть.

GPS- глобальная навигационная спутниковая система США.

ТМО- теория математической обработки геодезических измерений.

WGS-84 –система координат GPS,разработанная в США.

НС- навигационный спутник.

ИСЗ- искусственный спутник земли.

СГС-1-спутниковая геодезическая сеть опирающаяся на ВГС(следующая по точности).

ПЗ-90- российская система геодезических параметров земли 90г. Используемая ГЛОНАСС, геоцентрическая система координат.

ЭПОХА- момент времени в котором спутник находиться в некоторой точки орбиты (на эпоху 2000г.).

ЭФИМЕРИДЫ(БОРТОВЫЕ И ТОЧНЫЕ)- сведения о местонахождении спутника на орбите,1) загружается на спутник,2) после провидения измерений на спутник и показывает его реальное движение.

UT- всемирное время, гринвичское среднесолнечное

UTC- всемирное координированное время измеряемое атомными часами и периодически корректируется.

DoP- коэффициент потери точности связанный с конфигурацией (геометрией) расположения спутника

PDoP- общий коэффициент потери точности определяемых координат

МАСКА(УГОЛ ОТСЕЧКИ СПУТНИКА)- параметры условного наблюдения спутника минимальный угол которого спутники не наблюдаются

АЛЬМОНАХ- справочник сведений о положении и рабочем состоянии РФ входящих в информацию передаваемых спутников

СШВ- системная шкала времени: школа времени высшей точности предназначенная для синхронизации всех сегментов ГНСС. Формированию и поддерживанию в сегменте управления и связания с национальным эталоном времени и частоты.

БШВ- бортовая шкала времени формируется бортовым эталоном времени, частоты

ШВП- шкала времени потребителя формируется кварцевым генератором приемника

СИНХРОНИЗАЦИЯ (БШВ,ШВП)- процесс введения поправки в бортовую шкалу времени, шкалу времени потребителя

КОНФИГУРАЦИЯ СПУТНИКОВ-взаимное расположение спутников в определенный момент времени и относящийся к конкретному пользователю.

ТОЧКА ОТНОСИМОСТИ(АНТЕНА СПУТНИКА)- физическая точка находящаяся на оси вращения антенны

ФАЗОВЫЙ ЦЕНТР(АНТЕНЫ ПРИЕМНИКА)- точка во внутреннем пространстве антенны в которую поступает информация об измерениях

МНОГОПУТНОСТЬ- фактор влияющий на точность спутниковых определений из-за отражения сигнала со спутника от поверхности земли и различных предметов

БАЗОВАЯ СТАНЦИЯ- приемник установленный на пункте с известными координатами

ПСЕВДОДАЛЬНОСТЬ- расстояние между спутником и приемником вычисленное по времени распространения сигнала без поправки за расход часов

КОДОВОЕ ИЗМЕРЕНИЕ- измерение псевдо дальности путем обработки PRN кода

ФАЗОВЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ – изменение разности фаз сигнала приходящих со спутника и опорного приемника несущей частоты.

РАЗРЕШЕНИЕ НЕОДНОЗНАЧНОСТИ- процесс нахождения целого числа циклов (волн) при обработке фазовых измерений

ВЫСОТА АНТЕНЫ- расстояние по вертикали между центром знака и точки относимости антенны

ОРИЕНТИРОВАНИЕ АНТЕНЫ- разворот антенны таким образом чтобы специальная стрелка на поверхности антенны была направлена на север.

ИНИЦИАЛИЗАЦИЯ-измерение для предварительного разрешения неоднозначности перед началом работы в кинематике.

МИССИЯ- установка в приемнике параметров условий наблюдений и режимов наблюдения работ

ПРОЕКТ СПУТНИКОВЫХ НАБЛЮДЕНИЙ- установка и ввод в приемник сведений о пунктах местности подлежащих к определению по заданию

СЕАНС,СЕССИЯ- непрерывная регистрация сигналов спутников приемниками в течении времени необходимого для решения поставленной задачи.

АБСАЛЮТНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КООРДИНАТ- получение координат в общеземной геоцентрической системе по псевдо дальности до спутников с метровой точностью.

ОТНОСИТЕЛЬНОЕ СПУТНИКОВОЕ ИЗМЕРЕНИЕ- определение разности координат между пунктами в сеансе, кодовых и фазовых измерений, мм точность.

СТАТИЧЕСКИЙ РЕЖИМ- порядок выполнения относительных спутниковых наблюдений установленных в миссии при использовании не менее 2х неподвижных приемников. Длительность сеанса от 1-го часа и более. К статическому режиму относятся: быстрая статика и реокупации.

БЫСТРАЯ СТАТИКА- вариант статического режима, когда при благоприятных условиях и некоторых снижениях требований к точности время сеанса выбирается от 5 до 20 минут. Этот режим используется для измерений коротких линий

РЕЖИМ РЕОКУПАЦИИ- вариант статического режима когда при наиболее благоприятных условиях допускается выполнять наблюдения 3х спутников или более с недопустимым значением PDoP с непременным условием повторной установки приемника на этом же пункте не менее чем через час и наблюдения уже других спутников

КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РЕЖИМ- порядок выполнения относительных спутниковых наблюдений устанавливаемых в миссии спутниковых наблюдений при использовании одного неподвижного и одного непрерывно движущегося приемниками (Stop and Go) вариант кинематического режима с кратковременной(для фиксации эпох) остановкой на точке определения требующий чтобы при перемещении от одной точки к другой сохранилась связь не менее чем с четырьмя спутниками в противном случае нужно оставаться для полного разрешения неоднозначности.

ПОСТОБРАБОТКА- окончательная обработка данных????????? получение координат пунктов.

ПРОЕКТ ПОСТОБРАБОТКИ- основной элемент программного обеспечения в котором: обработка, анализ, уравнивание.

БАЗОВАЯ ЛИНИЯ-трехмерный вектор пространственных координат, между смежными пунктами выполненными в течении одного сеанса.

НЕЗАВИСИМЫЕ БАЗОВЫЕ ЛИНИИ-базовые линии измеренные в разные сеансы

RINEX-универсальный формат данных спутниковых измерений который позволяет осуществить обмен данными между приемниками GPS различных систем и выполнить их обработку различными программами

Билеты

1. Возникновение и развитие методов спутниковой геодезии. Первый искусственный спутник Земли. СНС и ГНС.

Спутниковые технологии появились в 1990-х годах, почти на 10 лет позднее чем в США. Этапы развития: самыми первыми геодезистами были египтяне. По мере развития человечества, требования к точности росли, методы и способы обработки совершенствовались,в 17 веке ученый Снелиус начал использовать в качестве передачи координат триангуляцию. Он построил сеть из 33 треугольников протяженностью 130 км.

С запуском в СССР 4 октября 1957 г. Первого в мире искуственного спутника земли, стали создовать космические построения по наблюдению ССЗ.

СНС- космическая элементарно техническая система, состоящая из совокупностей неземного и космического оборудования предназначенного для определения местоположения. И параметров движения скорости и направления для наземных воздушных и водных объектов.

ГНСС-система состоящая из созвездий навигационных спутников, службы контроля и управления и аппаратуры пользователей, позволяющие определять координаты приемника и потребителя.

2. Два метода изучения и использования ИСЗ. Предмет и задачи Космической геодезии. Фундаментальные уравнения Космической геодезии. Решение фундаментального уравнения динамическим методом. Решение уравнения геометрическим методом.

Существует два метода решения задач наблюдения ИСЗ, геометрический- спутники используются как визирные цели. 2-й способ динамические.

Предмет и задачи космической геодезии- наука использующая результаты ИСЗ и естественных небесных тел.

- разработка способов небесных тел и вычисление эфемерид

-разработка требований к спутникам ИСЗ(орбитам) и составу бортовой аппаратуры

-требования к расположению станции и аппаратуры

-изучение методов наблюдений и математическая обработка

-определение положений и измерений со временем координат наземных пунктов

-изучение внешнего гравитационного поля

-уточнение опорных астрономических постоянных.

Фундаментальное ур-е космической геодезии:

динамический метод; геометрический метод.

3. Принцип действия GPS. Эффект Доплера. Прямая и обратная задачи спутниковой геодезии.

Эффект доплера- по измерениям доплеровского сдвига можно определить свои координаты.

4. Дифференциальный метод измерений. Реализация дифференциального метода в спутниковой геодезии. Преимущество спутниковых методов геодезии перед традиционными.

Дифференциальный метод измерений- разностный метод в котором определяют разность между измерением и известной физической величиной. В спутниковой геодезии дифференциальный метод реализуется с помощью GPS приемника называемого опорной станцией, он располагается в пункте с известными координатами, в том же районе, что и GPS приемник. Сравнивая известные координаты (полученные из традиционной геодезии) с измеренными координатами, опорная станция вычисляет поправки, которые передаются потребителю в оговоренном формате.

5. Принципиальное отличие между классическими и спутниковыми методами геодезии. Недостатки методов GPS.

Недостатки в спутниковой системе GPS:

1. Проблема преобразования высот и координат

2. Зависимость от препятствий и радиопомех, невозможность принимать под землей

3. Точность определения высот в 5-ть раз уступает геодезическому методу

4. Высокая стоимость оборудования, сложное программное обеспечение.

5. Несовпадение поверхностей относимости в WGS-84 на земном эллипсоиде, а в классическом на эллипсоиде Крассовского.

Принципиальное различие между классическими и спутниковыми методами геодезии:

В классической геодезии измерения производятся относительно отвесной линии или поверхности теодолита. В спутниковой геодезии геометрический способ. Нет связи с прибором, поэтому спутниковые методы, не особо применяются.

6. Применение методов спутниковой геодезии в научных целях и для решения народно­хозяйственных задач.

В научных целях: с помощью приемника ИСЗ решаются научные задачи, такие как:

1. Определение стадии Земли и параметров ее гравитационного поля

2. Определение абсолютных координат пунктов в системе масс Земли

3. Связь различных геодезических систем с референц - эллипсоидом и центром масс Земли

4. Установление параметров и ориентация общего земного эллипсоида

5. Образование единой мировой системы координат

6. Картографирование Луны и планет

Применение в народном хоз-ве:

1. Все геодезические и топографические работы

2. Геодинамика (движение тектонических плит)

3. Гляциология (движение ледников)

4. Городской земляной кадастр

5. Служба времени и частоты

6. Контроль строительства различных сооружений

7. Автодороги, ж/д, электростанции и т.д

8. Контроль и управление машинами и механизмами

9. Археология

10. С/Х (контроль сельхоз. Угодий)

11. ГИС

7. СР8. Развитие GPS. Три сегмента GPS.

NAVSTAR – так называлась первая GPS.

Используя сигналы GPS любой пользователь может определить свое текущее местоположение на всей территории земного шара с высокой точностью (1,5 -5 метров).

В 2000 году указом президента система GPS стала более доступной, открытой для гражданских пользователей т.е спец. режим (SA) снижающей точность позиционирования до 70-100 метров. Было отменено.

Со временем точность повышалась от 3-10 метров.

Три сегмента GPS

1. Космический

2. Контрольный

3. Пользовательский

8 Космический сегмент GPS.

В космический сегмент входит – созвездия спутников, орбитальная группировка, космодром.

Основные ф-ии

А) прием и хранение данных, передаваемых контрольным сегментом

Б) поддержание точного времени, по средством бортовых, остальных стандартов частоты

В) передача информации и сигналов пользователю

9. Контрольный сегмент GPS.

Контрольный сегмент-это управление опер-ми спутника, работой управляет мин-во обороны и мин-во транспорта

Функции- отслеживать орбиту спутника, поддержание рабочего состояния спутника, формирование системных требований, расчет эфемерид спутника и проверка часов

10. Сигналы GPS. Несущие частоты. Структура сигнала спутника. Дальномерные коды.

Сигналы GPS исключительно сложные, обеспечивают точные однозначные измерения и измерение дальномерного сдвига, измерение фазы несущей, обеспечение передачи сообщения, допускают одновременно временное измерение от многих спутников.

Каждый спутник GPS ведет передачу на двух несущих частотах.

L- длинна диапазона; L₁ и L₂ частоты от 1 до 2 ГГц

L₁: длинна волны 12 сантиметров получается путем умножения частоты генератора на 154 и модулированием P- кодом

L₂: длинна волны 24 сантиметров получается путем умножения частоты генератора на 120 и модулированием P- кодом

Обе несущие частоты моделируются навигационным сообщением. Наличие Р-кодов на двух частотах позволят вычислить ионосферную поправку и повысить точность.

Дальномерные коды: использованные GPS коды- бинарные т.е. это последовательность из единиц и нулей. Они имеют характеристики случайного естественного шума, но легко контролируются и воспроизводятся электроникой. Использование ленточного регистратора позволяет генерировать последовательности, которые не повторяются после выбранного интервала времени.

PRN- псевдо случайный шум(у каждого спутника своя уникальная последовательность PRN кода, с помощью него опознается приемником). ЦДМА- множественный доступ(с разделением по кодам). если мы знаем момент времени когда приемник получил сигнал мы можем вычислить время прохождения спутника и его дальность (R=t*s).

полезные свойства: интерференции, невосприимчивы к случайным сигналам.

делятся на С/А код (грубый) и Р- код (точный) от генератора 10,23 МГц. С/А код с: 10. Р(без:). Р код последовательность из 10,23 цифр, они повторяются каждую мили сек. длинна волны 300м/сек (со скоростью света двигается) точность измерения расстояние равно1%. С/А код укладывается в расстояние между приемником и спутником 67 раз. более высокая точность достигается при более короткой длине волны. Длинна волны Р- кода 30м. это чрезвычайно длинная последовательность. она не повторяется пока не пройдет 38 недель. шифруется.

11. Навигационное сообщение. Фазовая модуляция. Объединение передаваемой информации со спутника.

данные передаються на частотах L_1.2 со скоростью 50 бит/сек. полное навигац. сообщение состоит из 25 кадров. каждый кадр разделен на 5 подкадров по 300бит, каждый подкадр состоит из 10 слов по 30 бит. передача одного кадра 30 сек, полное сообщение 12 мин.

навигационное сообщение состоит:

- из орбитальной информации эфемерид

-поправки часов относительно времени GPST

-информация работоспособности

-ожидаемая точность измерений

-альманах в котором с пониженной точностью даны орбиты данные об часах и их

работоспособность

TLM- преамбула с помощью которой происходит синхронизация

НОУ - ключ для распознавания спутника и эндефикации, шифр для формирования показания счета времени. он сообщает от куда начать поиск Р - кода

Бинарная профазовая модуляция -это переход кода с нуля на единицу, что переводит нормальное изображение на его зеркальное и вызывает переброс фазы с 0 -180.

Сложный сигнал GPS состоит из несущих колебаний L_1,2 модулированных дальномерными кодами С/А,Р - кода и навигационными сообщениями. Сигнал L₁ модулируется двумя кода С/А,Р - кодами, чтобы они не индефицировали друг с другом, они смещены относительно друг друга на 90º. сложный сигнал передается массивом антен лучевой форма находящихся со стороны надира спутника.

12. Часы спутников и время. Синхронизация. Поляризация. Модернизация GPS.

счет времени L_1,2 коды из навигационного сообщения формируются из частоты атомного генератора расположенного на борту ИСЗ 10-23 Гц. каждый спутник имеет 4 гениратора. два цезиевых и два рубидиевых которые подчиняются командам от главной станции управления. время GPST совмешено с UTS в отличии от UTS оно не увеличивает величину скачков секунд поэтому расхождение между шкалами GPST и UTS постоянно увеличиваеться. на практике в GPS приемнике используются квантовые часы. Поляризация - сигналы передоваемые спутниками GPS имеют круговою правостороннюю поляризацию. RNCP - круговая поляризация используется для борьбы с проблемами затухания с плоскостями из за магнитного поля земли.

13.ГЛОНАСС. Развитие ГЛОНАСС. Три подсистемы ГЛОНАСС.

в 1982 году был запущен. в 88 зарегистрирован, 92 или 93 была взята на вооружение. первоначально относилось к министерству обороны с 2000 стало российским навигационным космическим агентством. разработкам космический сегмент в Красноярске. спутники в Омске. за новиагационную апоратуру Москва и пулково. для покрытия земли спутниками потребовалось 24 спутника. часто спутники падают в море. срок службы 5 лет.

принцип измерения аналогичен американской. российская система состоит из подсистемы космических опаратов, подсистемы контроля управления, подсистемы опаратуры пользователя. система глонас излучает сигналы двух типов L_1,2 . СТ стандартная частота, ВТ высокая частота. горизонтальные координаты с точностью 50-70 метров. точность глонасс можно улучшить используя дефиринциальный метод

14. Космический сегмент ГЛОНАСС. Орбитальная группировка. Состав и функции аппаратуры, размещённой на борту спутника ГЛОНАСС.

24 спутника движутся в трех плоскостях с высотой 2000км. орбиты отсают друг от друга на 120º. в каждой плоскости равномерно расположено по 8 спутников они смещены по широте на 45º орбита почти круговая. спутники совершают 17 оборотов за 8 звездных суток.

орбитальная структура построена так чтобы в каждой точке земли одновременно было видно 4 спутника.

состоят:

геометрического цилиндрического контейнера в нем размещаю навигационный комплекс. комплект управления, специальная опоратура. рамы антенны, солнечные батареи, двигатели, системы терма регуляции, оптические угловые отражатели- постоянные направленные на центр земли нужные для колебровки радио сигналов и уточнения орбит спутников с помощью измерения расстояния до спутника.

в навигациооный комплект входят: синхонизатор обеспечивает выход синхрочастот БШБ, формирователь навигационных радио сигментов- формирует коды и сообщения

бортовой комп.-приемник и передачик информации.

15. Сигналы ГЛОНАСС. Время системы ГЛОНАСС.

навигационный сигнал моделируется по фазе и двум бинарным кодам. СТ стандартная частота, ВТ высокая частота. L1 содержит СТ и ВТ

L2- ВТ. диапозон тотже. код ВТ может изменяться мин.обороной без предварительного увидомления.

формирует системную шкалу глонасс в однородный стандарт частоты сигнального синхронизатора в лазер. расхождение между СШВ и UTS не превышает 1 микро сек. БШВ переодически сверяются с СШВ дважды в сутки загружают поправки. в результате планово секунднй коррекции между системным методам глонасс и UTS не существует сдвига на целое число секунд, один существующий сдвиг на целое число секунд. (3 часа раздницы.)

16. Наземный комплекс управления ГЛОНАСС. Перспективы развития ГЛОНАСС.

центр управления системы.

центральный синхронизатор.

сеть контрольных станций на всей територии РФ

система контроля фаз

квантово-оптические станции

опоратура контроля навигационного поля.

перспективы

улучшение совметимостис другими сегментами

повышение точности определений

улучшение сервиса

повышение надежности и срока службы как бортовых комп. так и самих спутников

развитие дефиринциальных (RTK)

17. Понятие о форме и размерах Земли. Уклонение отвесных линий.

Астрономические и геодезические координаты.

нет ответа

18. Системы координат. Различия между СК по форме их задания, по выбору начала отсчета координат, по выбору основной плоскости.

СК бывают по

форме их задания- за основную ось принята ось экватора ось х направлена под углом 90º к востоку от принятого начального меридиана.

по расположению начала отсчета- геоцентрические, референц элипсойд, топоцентрические

по выбору основной плоскости и ориентированию главной оси координат они бывают:

экваториальные, горизонтальные, орбитальные, равноденственные, гринвенческие.

СК различаются на глобальные (общемеровые) мировые(опорные).

19. Геоцентрические системы координат.WGS-84, ПЗ-90,ITRS и ITRF.

ПЗ-90 начало в центре масс земли, ось х направлена в точку пересечения плоскости экватора и нулевого меридиана. закреплена на территории СНГ координатами 30 опорных пунктов. на расстоянии в среднем от 1-3000 км.

WGS-84 начал в центре масс земли ось хна пересечении опорного меридиана и плоскости экватора. геоценрические х=1834956,9001,у=3375555,5504,z=5264196,7004 геодезические

N=56º25'16".3333 E=92º54'13".7777

ITRSи ITRF начало в центре масс земли для практической реализации этих систем существует UTRF в теле земли каркас жестко связан с земной корой

геоцентрические х=1845559071 у=3016203,0391 z=5291961,9778

20. Состав пользовательского сегмента. Типы спутниковых приёмников по архитектуре и методу действия. Информационное обеспечение GPS и ГЛОНАСС.

состав пользовательского сегмента- ГНС состоит из спутниковых приемников и сопутствующего оборудования, а также сообщества пользовательских систем и служб информации. успех спутниковых систем в мировом использовании полностью заключалось в революции которую произвело внедрение интегральных схем(чипов)

чип это электронный блок содержащий в корпусе транзисторы, диоды и так далее.

по архитектуре:

многоканальные - непрерывно наблюдая приемник отслеживает 4 и более космических аппарата.

для объектов с высокой динамикой требуется 6 каналов: 4-ре для обеспечения местоположения, 5-ты для считывания и синхронизации навигационных сообщений, 6-й резервный.

по методу действия:

фазовые- определяют место положение путем обработки фазы несущей волны наблюдающейся в течении некоторого времени.

21. Типы спутниковых приёмников по назначению.

речные(общего пользования)

авиационные приемники

приемники для навигации авто

морские приемники

космические приемники

топосферические

приемники для высокоточных измерений

22. Устройство спутниковых приёмников. Комплект спутниковой геодезической аппаратуры.

каждый приемник работает по сигналам ГНСС после включения принимают сигналы, производят необходимые измерения расшифровывают навигационное сообщение и преобразуют полученную информацию в значение координат скорости и времени. когда приемник выключаться он хранит координаты, последний альманах, орбиты и состояние всех спутников в электронной памяти. квантовые часы приемника продолжают идти даже когда он выключен.

комплекс:

контроллер, штативы,центриры,рулетки,кабели.

23. Спутниковая геодезическая аппаратура от разных производителей. 70 фирм производят оборудование такого рода. из них только 10 наших.

Trimble основано в 78 году Чарли Тримблом. первый 4200 SST/SSE

программа GPSrvey первая программа (работали 15 лет)

Trimble Geomatik offisc (TGO)

Trimble бизнес центр, матиматическое программное обеспечение

лейка гео системы с 80 годов. программа лейка гео офис

плюсы в первые начали принимать глонасс, ввели технологию Smart treck

ashtech c 80

плюсы компактный аккумулятор, программное обеспечение сделанное под геодезиста, удобный интерфейс. разделили аппаратуру ввели контроллер.

компания джават особенности всего одна кнопка. неудобный один приемник три программы для обработки.

pinakle

Дата добавления: 2015-11-04