Основы спутниковой системы

ОСНОВЫ СПУТНИКОВОЙ СИСТЕМЫ

Разработал:

преподаватель ГОУ СПО КПТТ

Ощепкова Е.А.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЙНЫЕ МОМЕНТЫ

GPS - G lobal P ositioning S ystem - Система Глобального Позиционирования (обобщенное название)

NAVSTAR - Navigation System with Timing and Ranging , навигационная система с определением времени и дальности

ГЛОНАСС ( GLONASS ) - Global Navigation Satellite System - Глобальная навигационная спутниковая система

ГЛО бальная НА вигационная С путниковая С истема

19100 км

Высота круговой орбиты, на которой находится спутник ГЛОНАСС. Период обращения вокруг Земли - 11 часов 15 минут. Эта орбита оптимальна для использования в северных и южных полярных регионах, где сигнал GPS неудовлетворительный.

Спутник ГЛОНАСС-М

Масса: 1415 кг.

Гарантированный срок

эксплуатации: 7 лет

Энергопотребление: 1400 Вт

12 октября 1982 года

запущен первый спутник

ВСЕГО В СОСТАВЕ ГРУППИРОВКИ

29 космических аппаратов

Спутники ГЛОНАСС выводятся

на орбиту с помощью ракеты-носителя

«Протон-М» разгонным блоком «Бриз-М»

с космодрома «Байконур» в северном Казахстане.

24 спутника

Орбитальный резерв

Техобслуживание

Летные испытания

4

Спутника ГЛОНАСС

требуется для определения

точного местоположения объекта

18 спутников покрывают сигналами ГЛОНАСС территорию России

ЭЛЕМЕНТЫ СПУТНИКОВОЙ СИСТЕМЫ GPS

• Космический сегмент
• Наземный сегмент – станции управления спутниками
• Аппаратура пользователей

ОСНОВЫ СПУТНИКОВОЙ СИСТЕМЫ

• Спутниковая трилатерация –

определение координат

объекта по данным

от трех спутников

• Спутниковая дальнометрия – вычисление расстояния от объекта до спутников

СПУТНИКОВАЯ ТРИЛАТЕРАЦИЯ

Зная расстояние до трех спутников, можно определить текущее местоположение, как точку пересечение трех окружностей.

ТРИЛАТЕРАЦИЯ. ПРИЕМ СИГНАЛОВ ОТ ОДНОГО СПУТНИКА

Предположим, что расстояние А до одного спутника известно.

Тогда мы можем описать вокруг него сферу заданного радиуса.

Но координаты объекта (GPS-приемника) определить невозможно, так как известно лишь то, что он находится где-то на поверхности описанной сферы.

ТРИЛАТЕРАЦИЯ. ПРИЕМ СИГНАЛОВ ОТ ДВУХ СПУТНИКОВ

Если известно расстояние В и до второго спутника, то объект находится на окружности, образованной пересечением двух сфер

ТРИЛАТЕРАЦИЯ. ПРИЕМ СИГНАЛОВ ОТ ТРЕХ СПУТНИКОВ

Третий спутник ограничивает выбор двумя точками

Выбор правильной точки - одна точка может быть отброшена, так как :

• Находится внутри Земли или высоко над ней;
• Имеет высокую скорость перемещения.

СПУТНИКОВАЯ ДАЛЬНОМЕТРИЯ

R = t * c

где t –время распространения радиосигнала от спутника до наблюдателя,

с – постоянная величина, равная скорости света

Навигатор моделирует «псевдокод» для определенного спутника. Реально принятый со спутника код сравнивается с кодом приемника, и определяется «как давно» в приемнике была сгенерирована схожая последовательность. Выявленный сдвиг одного кода по отношению к другому будет соответствовать времени прохождения сигналом расстояния от спутника до приемника.

ИСТОЧНИКИ ОШИБОК ПРИ ВЫЧИСЛЕНИИ КООРДИНАТ

Ошибки системы - Связаны точностью атомных часов спутников и соответствием реальной траектории спутников заданной орбите.

Ошибки связанные с распространением

навигационного сигнала

Ошибки приемной аппаратуры

ОШИБКИ АТОМНЫХ ЧАСОВ

Для точного вычисления расстояния часы GPS приемника и GPS спутника должны быть синхронизированы с высокой точностью. Отличие даже в несколько микросекунд приводят к ошибке в несколько десятков километров, а это в свою очередь вносит погрешность в вычисление позиции

ОШИБКИ В РАСПРОСТРАНЕНИИ НАВИГАЦИОННОГО СИГНАЛА

Ионосфера Земли - слой заряженных частиц на высоте от 120 до 200 км.

Эти частицы снижают скорость распространения сигнала, и,

следовательно, увеличивают его время.

Тропосферный слой - происходят все погодные явления

и присутствуют водяные пары,

также влияющее на скорость распространения сигнала

МНОГОЛУЧЕВАЯ ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ

Ошибка многолучевости связана с переотражением навигационного сигнала от близкорасположенных объектов – зданий, металлических конструкций, деревьев и т.п. В результате этого эффекта время распространения отраженного сигнала превышает время «прямого» сигнала.

ИНФОРМАЦИОННО-НАВИГАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ НА АВТОМОБИЛЬНОМ ТРАНСПОРТЕ

ГЛОНАСС НА ГОРОДСКОМ ПАССАЖИРСКОМ ТРАНСПОРТЕ

Осуществление контроля за выполнением расписания и регулярности движения ТС, режим труда и отдыха водителей транспортных предприятий

- своевременность прохождения технического обслуживания транспорта

- места стоянок пассажирского транспорт и др.

Создание реестра транспорта оснащенного оборудованием ГЛОНАСС на территории Кемеровской области

Внедрение Автоматизированной системы управления дорожным движением

Портал информирования пассажиров о движении наземного пассажирского транспорта

ГЛОНАСС ПРИ ПЕРЕВОЗКЕ СПЕЦИФИЧНЫХ ГРУЗОВ

ГЛОНАСС В СЛУЖБАХ БЫСТРОГО РЕАГИРОВАНИЯ

Цели внедрения системы

Сокращение времени от момента поступления вызова до прибытия бригады к пациенту и доставки пациента, при необходимости, в стационарное медицинское учреждение

Повышение уровня автоматизации процессов мониторинга и управления бригадами станций скорой и неотложной медицинской помощи

Повышение оперативности работы бригад

Увеличение объемов оказываемой лечебной и диагностической помощи, в том числе в процессе транспортировки

Улучшение качества оказания экстренной медицинской помощи

Повышение безопасности перевозок пациентов и работы выездных бригад

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ