Спутниковая система навигации GPS Москва 2012

Содержание 1.Характеристики GPS. Характеристики GPS.Характеристики GPS. - Описание - Функции - Функциональная схема 2.Математическая модель Математическая модельМатематическая модель объекта. 4.Численное интегрирование. 4.Численное интегрирование. Метод трапеции. Метод трапеции. 3. Маркетинг 3. Маркетинг

Спутниковая система навигации – комплексная электронно-техническая система, состоящая из совокупности наземного и космического оборудования, предназначенная для определения местоположения (географических координат и высоты), а также параметров движения (скороти и направлення движения и т.д.) для наземных, водных и воздушных объектов. Что такое GPS? «GPS» является сокращением от Global Positioning System, которое переводится, как Глобальная Навигационная Система. Это название полностью характеризуется предназначение системы – обеспечение навигации на всей территории Земного шара. Не только на суше, но и на море и в воздухе. Используя навигационные сигналы системы GPS, любой пользователь может определить свое текущее местоположение с высокой точностью.

Состав системы GPS Космический сегмент Наземный сегмент Аппаратура пользователей

Космический сегмент системы GPS состоит из орбитальной группировки спутников, излучающих навигационные сигналы. Спутники расположены на 6-и орбитах на высоте около км. Период обращения спутников составляет 12 часов и скорость около 3 км/c. Таким образом, за сутки, каждый спутник совершает два полных оборота вокруг Земли. GPS спутники передают три навигационных сигнала на двух частотах L1 и L2. «Гражданский» сигнал C/A, передаваемый на частоте L1 ( МГц), доступен всем пользователям, и обеспечивает точность позиционирования 3–10 метров. Высокоточный «военный» P-код, передается на частотах L1 и L2 ( МГц) и его точность на порядок выше «гражданского» сигнала. Использование сигнала, передаваемого на двух разных частотах, позволяет также частично компенсировать ионосферные задержки.

Наземный сегмент системы GPS состоит из 5-и контрольных станций и главной станции управления, расположенных на военных базах США – на островах Кваджалейн и Гавайях в Тихом океане, на острове Вознесенья, на острове Диего-Гарсия в Индийском океане и в Колорадо-Спрингс, они преведены на рисунке 1. Сегмент наземного комплекса управления выполняет следующие функции: эфемеридное и частотно-временное обеспечение; мониторинг радионавигационного поля; радиотелеметрический мониторинг НКА; командное и программное радиоуправление НКА.

Под аппаратурой пользователя подразумевают навигационные приемники, которые используют сигнал со спутников GPS для вычисления текущей позиции, скорости и времени. Приёмник можно разделить на три функциональные части: радиочастотную часть; цифровой коррелятор; процессор.

- Основная функция – высокоточное определение координат потребителя, составляющих вектора скорости, и привязка к системной шкале времени - повышение безопасности движения - улучшение дорожной ситуации - уменьшение расхода топлива - снижение количества вредных выбросов в атмосферу Функции

УВ Выход Вход Объект Управления BB

Вход Навигационное сообщение спутников с эфемеридами и альманахом Информацию о местоположении спутников GPS приемники получают из передаваемых в навигационных сообщений данных альманаха и эфемерид. Альманах содержит информацию о расположение спутников «на небе», что позволяет при очередном включении GPS прибора значительно сузить секторы поиска навигационного сигнала и уменьшить время его «захвата». Точные координаты спутников вычисляются на основании данных эфемерид. В отличие от альманаха, спутник передает только данные «своих» эфемерид, поэтому для его использования в подсчете позиции, GPS приемник должен получить полное навигационное сообщение. Ошибки передачи, связанные с «плохими» окружающими условиями, могут существенно увеличить время фиксации позиции. Наличие в памяти данных альманаха и эфемерид позволяет GPS приемнику определять позицию за 1–2 секунды. Этот режим называется «горячим» стартом.

Управляющие воздействие П одсистема контроля и управления со станциями измерения, управления и контроля, центром управления навигационных сигналов и центром управления каналами связи

Возмущающие воздействие - Ионосфера, тропосфера, солнечные лучи - Ошибки часов - Шумы приемника

Выход Определение местоположения

Математическая модель В основе применяемого в GPS метода определения местоположения лежит так называемая линейная геодезическая засечка. Её суть сводится к известной со школы геометрической задаче: найти на плоскости положение точки Р 0, если известны положения двух других точек Р 1 и Р2 и расстояния от них ρ 1 и ρ 2 до точки Р 0 Где X i, Y j (j=0,1,2) – прямоугольные координаты точек на плоскости.

Методы измерений расстояний Измерения расстояний до спутников производятся с помощью их локации электромагнитными волнами светового или радио диапазонов. Фактически измеряется время распространения волн между спутником и приемником τ, а искомое расстояние ρ вычисляется по формуле: Ρ=с τ где с - скорость света.

Маркетинговое исследование на г. спутниковой системы GPS

Метод трапеции. Блок -схема Метод трапеций использует линейную интерполяцию, т.е. график функции у=f(х) представляется в виде ломаной, соединяющей точки (х i, у i ). В этом случае площадь всей криволинейной трапеции складывается из площадей элементарных прямоугольных трапеций (рис.7.4 а, 7.4 б), i=1,2,...,n. Площадь каждой такой трапеции определяется по формуле:, где n - число интервалов разбиения. Складывая все эти равенства, получим формулу трапеций для численного интегрирования: Расчет примера в Excel