Реферат - Система глобального позиционирования GPS - файл n1.docx

Реферат - Система глобального позиционирования GPS
скачать (1512.9 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.docx1513kb.03.11.2012 15:45скачать

n1.docx





Федеральное агентство связи

Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Сибирский Государственный Университет

Телекоммуникаций и Информатики»
Кафедра МЭС и ОС

Реферат

Система глобального позиционирования GPS.


Выполнил: студент группы М-8*
Проверил: Буров П.Н.


Новосибирск

2011
Содержание

Введение……………………………………………………………………..3

1. Назначение, общая характеристика и состав системы………….……..4

1.1Космический сегмент…………………………………………………...6

1.2Сегмент управления.…………………….……………………………..12

1.3.Сегмент потребителей.……………………………………………….14

2. Дифференциальный режим DGPS………………………………………..….20

Заключение…………………………………………………………...…………..23 Список использованных источников…………………………………………...24


Введение.

GPS - это аббревиатура от слов «Global Positioning System" - глобальная система позиционирования. GPS состоит из 24 искусственных спутников Земли, сети наземных станций слежения за ними и неограниченного количества пользовательских приемников вычислителей. GPS система предназначена для передачи навигационных сигналов, которые могут одновременно приниматься неограниченным количеством пользователей, в различных регионах мира. С помощью GPS приемника могут быть определены координаты объекта (широта, долгота, высота), скорость его движения и точное время.

Спутниковые радионавигационные системы изначально разрабатывались для военных целей – местоопределения различных мобильных объектов. Но при совершенствовании данной системы и методов работы с ней росла и сфера ее применения: от навигации гражданских (не относящихся к военным ведомствам) судов до составления высокоточных геодезических карт.

Система в состоянии обеспечить глобальность, точность, непрерывность, высокую доступность и ряд других требований. Точное определение координаты и времени – актуальнейшая задача для самого широкого спектра научно – технических приложений. Это и высшая геодезия, картография, аэрофотосъёмка. По радиосигналам спутников GPS приемники пользователей устойчиво и точно определяют текущие координаты местоположения. Погрешности не превышают десятков метров. Этого вполне достаточно для решения задач навигации подвижных объектов (самолеты, корабли, космические аппараты, автомобили и т.д.).

Целью данного реферата является изучение принципов работы спутниковой навигационной системы GPS.


1. Назначение, общая характеристика и состав системы.

Глобальная спутниковая система GPS предназначена для высокоточного определения трех координат места, составляющих вектора скорости и времени различных подвижных объектов. Система разработана по заказу и находится под управлением МО (ВВС) США. США предоставляет систему в стандартном режиме для гражданского, коммерческого и научного использования без взимание за это специальной платы. Определено, что за использование системы гражданскими потребителями ответственность несет Министерство транспорта США. [4, стр.47]. Система работает в двух режимах: PPS (Precise Positioning Service — высокая точность измерений) и SPS (Standard Positioning Service — стандартная точность измерений). PPS режим используется в основном военными и обеспечивает точность до нескольких сантиметров, а режим SPS (используемый для гражданских целей) позволяет определить координаты объекта с суммарной погрешностью до 100м.

Система GPS состоит из космического сегмента, сегмента управления (наземный командно-измерительный комплекс, КИК) и сегмента потребителей (рис.1)

рис.1 Система GPS.

d:\учёба\семестр №6\бурология\реферат\новьё\система gps.jpg

Космический сегмент образуют 24 спутника, которые находятся на шести орбитах на высоте примерно 20200 км. Период их обращения составляет около 12 часов. Мощность спутникового передатчика 50 Вт. Рабочих частот, на которых излучаются навигационные сигналы GPS, две: 1575,42 МГц (диапазон L1) и 1227,6 МГц (диапазон L2). В диапазоне L1 излучаются сигналы С/А, предназначенные для гражданских пользователей, а также сигналы военного кода P (который может заменяться зашифрованной версией — Y-кодом) в режиме PPS. В диапазоне L2 передаются только сигналы военного кода.

Сегмент управления — отслеживает движение спутников и выполняет периодическую корректировку орбит, корректирует их эфемеридные константы и устраняет накапливающиеся ошибки бортовых часов. Соединенные Штаты располагают пятью полностью автоматическими станциями слежения, расположенными на Гавайях и атолле Кваджалейн в Тихом океане, на острове Вознесения в Атлантическом океане, на атолле Диего-Гарсия в Индийском океане, а также в Колорадо-Спрингс. Расположение станций подобрано таким образом, чтобы разместить их наиболее равномерно вокруг земного шара по экватору и создать наиболее благоприятные условия для приема навигационных сигналов.

Поскольку заранее известны точные координаты приемных станций и эталонное время, по времени прохождения сигнала от спутников до станций вычисляются так называемые псевдодальности, и рассчитывается точное положение спутников на орбите. Измеренные данные передаются в Главную управляющую станцию, расположенную в Колорадо-Спрингс, на базе ВВС Шривер. На этой станции осуществляется сбор и окончательная обработка данных, полученных от остальных наземных станций. [5,стр.156]. Расположение наземных станций слежения показано на рисунке 2.

d:\учёба\семестр №6\бурология\реферат\новьё\наземные станции.jpgрис.2
Сегмент потребителей — это приемники пользователей, где производится обработка данных и расчет координат, скоростей и времени.

Рассмотрим работу каждого сегмента более подробно.

1.1 Космический сегмент.

Космический сектор включает в себя набор входящих в систему навигационных космических аппаратов (НКА). Установленная на НКА аппаратура, выполняющая роль передающей части одностороннего радиодальномерного комплекса, осуществляет передачу на Землю как радиосигналов, на основе которых измеряется расстояние между спутником и наземным пунктом наблюдения, так и навигационного сообщения. К ним относятся: статус НКА (сообщение об исправности или неисправности); текущая дата и время; данные альманаха. Альманах – это информация о том, в каком месте небесной сферы должен находиться каждый спутник в любое момент времени в течение суток, т.е. орбитальные данные всех спутников. Также каждый спутник передает сигнал эфемериду - сравнительно более точные данные об орбите спутника. Часы корректируются отдельно для каждого спутника, что очень важно для максимально точного позиционирования, а каждый спутник передает только собственную эфемериду. Определенная конфигурация орбит спутников и их местоположений называется «созвездием» спутников. Полное созвездие GPS состоит из 24 действующих и не менее 3-х резервных НКА. Распределение НКА по орбитам подобрано таким образом, что в зоне видимости над каждой точкой земной поверхности постоянно находится созвездие как минимум из пяти НКА.

В системе GPS шесть эллипсоидных орбит, плоскости которых смещены относительно друг друга на 60, при этом в каждой соседней орбитальной плоскости положение спутников смещается примерно на 40.

Орбитальная структура GPS представлена на рис.3. [5,стр.154]

d:\учёба\семестр №6\бурология\реферат\новьё\орбиты.jpgрис.3.

Каждый GPS-спутник оснащен 4 атомными часами, которые идут наравне с атомными Всемирными часами на Земле, чтобы точно определять, сколько времени сигналу из космоса требуется для достижения Земли. Это измерение имеет особенную важность, так как отрезок времени, необходимый сигналу для достижения Земли — ключевой элемент в определении расстояния от Земли до спутника. На данный момент в системе GPS используются спутники с продолжительностью эксплуатации 7,5 лет и возможностью передавать пользователям качественную информацию без контроля в течении 14 суток.

Структурно космические аппараты формируются по следующей схеме:


Рис. 4. Структурная схема космического аппарата.

На данной схеме: ХВ - хронизатор времени; - фазоинвертор (сдвиг фазы на 90°); + - сумматор по модулю 2; БЭВМ - бортовая ЭВМ.

Хронизатор времени предназначен для формирования высокостабильных колебаний. В качестве хронизатора времени используются квантовые стандарты частоты, обеспечивающие стабильности частоты порядка 10-12-10-13. Навигационные сигналы содержатся в бортовой ЭВМ, из которой они поступают в сумматоры для последующей передачи потребителю в виде навигационных сообщений. Информационные сигналы передаются с частотой 50 Гц или со скоростью 50 бит/с. Структуры навигационных сообщений: данные о системах времени, альманахи орбит, альманахи спутников, прогноз ионосферных задержек сигнала, работоспособность НКА, и др.

Исходной базовой частотой для формирования сигналов в космических аппаратах GPS является частота 10,23 МГц. На рисунке 4 эта частоты представлены как , из колебаний этой частоты формируются сигналы, обеспечивающие работу всех узлов спутника. Для формирования несущих колебаний, колебания базовой частоты f0 поступают на преобразователи с соответствующими коэффициентами умножения. На спутниках GPS коэффициенты умножения в преобразователях имеют значения 154 и 120,т. е. при = 10,23 МГц частоты несущих колебаний определяются как = 1575,42 МГц = L1 и = 1227,6 МГц = L2. Спутники различают по кодовым сигналам, так же предназначенным для измерения расстояния «спутник - потребитель» (эти сигналы получили название дальномерных или псевдослучайных кодов).

В GPS приняты обозначения кодов:

- Р-код (образован от термина «Protected - защищенный»);

- Y-код – закрытый Р-код, обозначенный как Р(Y)-код;

- С/А-код (образован от термина Clear Acquition – «легко обнаруживаемый»), иногда он называется гражданским кодом.

Рассмотрим структура навигационных радиосигналов:



Рис.5. Кодирование сигнала.

НКА GPS излучают два непрерывных сигнала на частотах L1 и L2. Сигнал несущей частоты =1575,42МГц=L1 модулируется двумя двоичными последовательностями (компонентами), каждая из которых образована путем суммирования по модулю 2 дальномерного кода и передаваемых системных и навигационных данных. Первая последовательность является суммой по модулю 2 дальномерного Р-кода и навигационных данных. Вторая последовательность является суммой по модулю 2 открытого С/А-кода и той же последовательности навигационных данных.

Чтобы исключить возможное наложение Р- и С/А-кодовых сигналов, передача осуществляется квадратурными компонентами (синусоидальной или косинусоидальной). Для этой реализации в схеме космического аппарата предусмотрены фазоинверторы «/2», осуществляющие сдвиги фаз несущих колебаний, содержащих Р-кодовый сигнал, на 90°. Обе информационные последовательности содержат информацию об эфемеридах НКА, системном времени, поведении "часов" НКА, статусе сообщения и др.

Несущая частота L2 =1227,6 МГц имеет один компонент и модулируется двумя двоичными последовательностями (как правило, дальномерный псевдослучайный Р-код или С/А-код и информационная последовательность линии передачи данных), складывающимися по модулю 2. Выбор модулирующей последовательности обеспечивается по команде с наземного контрольно-командного комплекса. Также предусмотрен режим использования только Р(Y)-кода, когда информационная последовательность вообще не передается. Используется фазовая манипуляция несущих частот. [4,стр. 51].

Принцип формирования фазовой модуляции несущего колебания одним из сигналов показан на рисунке 6.

d:\учёба\семестр №6\бурология\реферат\новьё\модуляция 2.jpg

Рис.6– Временные диаграммы формирования фазомодулированного сигнала.

UН - несущее колебание; UK - кодовый сигнал;

(UH ± UK ) – фазомодулированный (фазоманипулированный) сигнал.

Все НКА используют одни и те же частоты, но каждый свои коды, которые позволяют надежно разделять сигналы различных НКА между собой, т.е. здесь используется кодовый принцип разделения сигналов. Для того чтобы GPS-приемник мог определить, от какого спутника исходит данная информация, бортовые передатчики посылают в составе своего сигнала стандартный идентификационный код, который сравнивается с кодами, находящимися в памяти приемника. Таким образом независимо от того, сколько и каких спутников находятся в поле зрения приемника, последний может идентифицировать источники сигналов.

Р-код представляет собой двоичную псевдослучайную последовательность (ПСП) длиной в 7 суток, передаваемую со скоростью 10,23 Мбит/с (тактовая частота 10,23 МГц). С/А-код представляет собой ПСП длиной в 1 мс с тактовой частотой 1,023 МГц.

В результате фазовой модуляции значения фаз и состояний кодов составного L1 сигнала будет определяться табл.1.

Таблица 1. Состояния кодов и фазы составного L1 сигнала.

Значения фазы, град

Р-код

С/А - код

0

0

0

-70,5

1

0

109,5

0

1

180

1

1

Минимальные уровни принимаемых сигналов (дБВт) на линейно поляризованную антенну с усилением в 3 дБ при углах места НКА более 5° приведены ниже. [4,стр.52]

Таблица.2.

Частота

Р-код

С/А - код

L1=1575,42МГц

-163,0

-160,0

L2=1227,6 МГц

-166,0

-166,0

Все передаваемые одним НКА сигналы порождены одним стандартом частоты и когерентно связаны между собой. Это относится и к несущей частоте, и к кодам, причем для цифровых сигналов нормы задает Р-код.

1.2 Сегмент управления.

Командно-измерительный комплекс предназначен для управления работой космических аппаратов, сбора необходимой информации для вычисления прогнозируемых данных, закладки данных в процессоры спутников, формирования системного времени, синхронизации его относительно координатного времени.

Подсистема контроля и управления содержит в своем составе главную станцию управления, несколько контрольных станций и станции закладки служебной информации. На рисунке 7 показаны связи между главной станцией управления, контрольными станциями, станциями закладки служебной информации и спутником при передаче служебной информации на спутник.







КС - контрольная станция; ГСУ - главная станция управления;

СЗ - станция закладки служебной информации

Рисунок 7 – Схема подсистемы контроля и управления

Контрольные станции - автоматические центры слежения за сигналами спутников и сбора информации, необходимой для коррекции эфемерид и бортового времени спутников относительно временной шкалы GPS. Контрольные станции управляются с главной станции управления. На каждой контрольной станции имеется многоканальный приемник потребителя, квантовый стандарт частоты с устройством формирования временной шкалы, датчики внешних (метеорологических) данных и процессор вычислителя с интерфейсом. Процессор управляет сбором данных со спутников. На контрольных станциях формируются пакеты точных положений спутников на орбитах. По запросу эти данные передаются на главную станцию управления.

Главная станция управления является центром сбора и обработки данных для вычисления прогнозируемых эфемерид и параметров спутниковых часов. Шкала времени главной станции управления является опорной, а стандарт частоты – эталонным для всей системы GPS. Периодически производится сверка временных шкал главных станций управления со шкалой универсального координатного времени UTC.

В главных станциях управления осуществляется окончательная математическая обработка данных, полученная от всех станций слежения GPS. В результате обработки полученной информации вычисляются новые эфемериды положений спутников на орбите и ошибки бортовых часов.

Сигналы сообщений корректирующей информации через станции закладки данных передаются на спутники. Наборы данных:

- поправки во временные шкалы;

- поправки в эфемериды орбит и спутников системы;

- информация о конфигурации и состоянии космических аппаратов всей системы, их альманахи;

- другие параметры.

Сформированные наземным командно-измерительным комплексом наборы данных передаются на каждый спутник не реже одного раза в сутки.

Наборы данных рассчитываются математически на каждый час суток и автоматически вносятся в служебную информацию излучающего сигнала спутника.

Кроме этих функций, командно-измерительный комплекс контролирует состояние орбитального оборудования спутников. В случае обнаружения сбоев спутник выводится из информационного поля потребителя до окончания профилактических и ремонтных работ, выполняемых дистанционно.

1.3. Сегмент потребителей.

Приемники GPS систем выполняют измерения параметров сигналов, извлекают заложенную в сигналах информацию, производят определения пространственно-временных местоположений. Для этих целей приемники осуществляют поиск навигационных сигналов нескольких спутников и слежение за ними на определенном временном интервале. Система GPS использует способ определения по дальности до НКА, определяемой с помощью псевдослучайного кода. Для этого приемник генерирует свой внутренний код в то же самое время, чтобы он точно дублировал код спутника. Приемник сравнивает разницу во времени между приемом соответствующей части спутникового кода с такой же частью своего кода. Зная сдвиг по времени и скорость распространения радиоволн, приемник получает расстояние до спутника, называемое псевдодальностью, которая отличается от истинного расстояния. Возникает проблема в том, чтобы убедиться, что псевдослучайные коды приемника и спутника сгенерированы одновременно. Часы спутника очень точные и корректируются по сигналам с Земли. Часы приемника менее точны, кроме того, задержки распространения сигнала в ионосфере, тропосфере и т.д. создают суммарную ошибку (Рис.8).

d:\учёба\семестр №6\бурология\реферат\новьё\истинная и псевдодальность.jpgрис.8

Определим сколько спутников необходимо для определения местоположения приемника.

Допустим, нам известна величина расстояния от одного спутника до приемника. Зная ее, мы можем нарисовать окружность вокруг спутника, на краю которой и будет находиться наш приемник. Это упрощенная модель, в действительности все происходит в трехмерном пространстве, но принцип вычислений используется тот же.



Добавим данные со второго спутника. Таким образом, расположение приемника находится на пересечениях окружностей (в действительности это сферы).



За счет третьего спутника мы получаем точные координаты приемника, который находится на пересечении трех окружностей.



Если понадобится определить не только широту и долготу местонахождения, но и высоту, то понадобятся данные четвертого источника.

Практически все современные приемники являются многоканальными, т.е. принимают и обрабатывают несколько сигналов параллельно. Приемники построены по схеме, приведенной на рисунке 9. c:\documents and settings\2\рабочий стол\диплом\картинки\схема приемника.jpg

Рис.9. Функциональная схема приемника.

Приемник получает от НКА навигационные данные, которые через антенное устройство поступают на блок преобразования и усиления. В блоке преобразователя и усиления осуществляется двойное или тройное преобразование частот, т. е. понижение частоты от единиц гигагерц до единиц мегагерц. Работа блоков приемника на пониженных частотах с дополнительным усилением обеспечивает ускорение обнаружения сигналов космических аппаратов. Работа преобразовательного блока основывается на принципе смешивания входного сигнала с опорными колебаниями, формируемыми синтезатором частот. Синтезатор вырабатывает гармонические колебания с широким спектром дискретных частот. Колебания соответствующих частот направляются в цепи преобразователя, в блоки поиска сигналов, блоки измерения и выделения служебной информации (СИ), блок управления. Блок управления и вычислительное устройство осуществляют программные операции поиска сигналов спутников и измерения их параметров. Блок поиска сигналов выполняет задачу обнаружения («захвата») сигнала каждого конкретного спутника. Предварительно, для решения этой задачи, в процессор приемника вводятся альманах космических аппаратов, текущее время, приближенные координаты приемника (объекта).

Рассмотрим как происходит «захват» сигнала.

В связи с непрерывным перемещением спутника относительно приемника происходят изменения двух составляющих в параметрах принимаемого сигнала:

1) допплеровское изменение частоты fg;

В связи с движением спутника по орбите, частота посылаемого на Землю сигнала изменяется («эффект Допплера»).

2) изменение дистанции «спутник - приемник», что создает изменение временных задержек .

С учетом скорости движения спутников по орбитам (около 4 км/с), интервал допплеровских изменений частот составляет почти 20 кГц, а изменение временных задержек находится в диапазоне от 10-3 до 10-5 с.

Оптимизация поиска радиосигнала с переменными параметрами сводится к решению задачи обнаружения по двум показателям , f. В приемнике проводятся дискретизация и перебор всех возможных значений из областей определения показателей . Устанавливается шаг дискретизации для каждой пары значений называемой ячейкой. Применяется корреляционная обработка принятого реального сигнала и его копии, сформированной в приемнике, с перебором всех возможных ячеек на определенном временном интервале Т.

Для исключения искажений и зашумления в приемнике формируются синфазные и квадратурные составляющие функции. Вид этих функций представлен выражениями (1)
;


(1)
,

где – принятый от спутника сигнал преобразованной частоты;

– сигнал, формируемый в приемнике, обеспечивающий перебор временных задержек;

– частота сигнала приемника;

– частоты, формируемые в приемнике, с пошаговым изменением в диапазоне допплеровских частот;

– наблюдаемый временной интервал.

С пороговым значением сравнивается значение функции
(2)
Если больше порогового значения, то принимается решение о «захвате» спутника, отслеживаются параметры сигнала спутника: фаза, кодовые задержки. Вид упрощенной схемы, реализующей принцип «захвата» сигнала, приведен на рисунке 10.

d:\учёба\семестр №6\бурология\реферат\новьё\захват сигнала.jpg

Х – перемножитель сигналов; СЧ – синтезатор частот; ОГ – опорный генератор; – фазоинвертор (сдвиг фазы на 90); – интегратор: ГК ПСП – генератор кодов псевдослучайной последовательности; БУСЧ – блок управления сдвигом частоты; БУЗК – блок управления задержкой кода; ПУ – пороговое устройство; БУП – блок управления поиском

Рисунок 10 – Функциональная схема «захвата» сигнала

С блока управления поиском команды поступают на блок управления задержкой кода и блок управления сдвигом частоты. Корреляционная обработка принятого и собственного сигнала приемника позволяет формировать вероятностную функцию, превышение которой над пороговым значением определяет распознавание сигнала конкретного спутника. БУЗК подает команды на формирование временного интервала , с помощью которых генерируются псевдослучайные последовательности кодовых сигналов , поступающие на перемножитель X1.

БУСЧ направляет низкочастотные колебания fg j на синтезатор частот, в котором создается опорное колебание , поступающее на перемножитель X1. На выходе перемножителя X1 формируется опорный сигнал , который идет на перемножитель Х2 и далее в канал синфазной составляющей Q.

С выхода X1 опорный сигнал также поступает на фазоинвертор (/2), т. е. преобразованный в поступает на перемножитель Х3 и далее в канал квадратурной составляющей I.

Напряжения с выходов перемножителей Х2 и Х3 направляются на интеграторы, начало и конец интегрирования которых определяются командой, пришедшей с блока управления задержек кода.

По окончании интервала интегрирования сигналы I и Q поступают на блок формирования квадратурной огибающей I2 + Q2, затем на пороговое устройство.

Если блок ПУ принимает решение об обнаружении спутника, то система переходит в режим непрерывного сопровождения и направляет сигнал для измерения параметров. В случае необнаружения сигнала спутника ПУ подает команду на БУП о дальнейшем поиске, и БУЗК и БУСЧ формируют команды с новыми данными.

После «захвата» сигнала проводится процедура отслеживания и измерения параметров сигнала. В связи с движением спутника по орбите, частота посылаемого на Землю сигнала изменяется («эффект Допплера»). Поэтому с помощью автоматической подстройки частоты (АПЧ) приемника сигнал непрерывно удерживается в частотном диапазоне 50 Гц.

2. Дифференциальный режим DGPS.

Один из основных методов повышения точности определения местоположения связан с применением известного в радионавигации принципа дифференциальных навигационных измерений.

Дифференциальный режим DGPS (Differential GPS) дает возможность определить местоположение с точностью не хуже, чем 5м в динамической навигационной обстановке и порядка 2м - в стационарных условиях. Дифференциальный режим реализуется с помощью контрольного GPS приемника, называемого опорной станцией, которая располагается в пункте с известными координатами, и том же районе, что и пользователи, чтобы одновременно отслеживать одни и те же GPS-спутники. На рисунке 11 показан дифференциальный режим на примере системы управления движения судов.d:\учёба\семестр №6\бурология\реферат\новьё\диф режим.jpg Рис.11

Каналы передачи корректирующей информации относятся к наиболее важным элементам дифференциальных подсистем, так как должны обеспечивать доставку поправок с требуемой точностью навигационным потребителям. В настоящее время используются УКВ каналы с дальностью в пределах прямой видимости, средневолновые с передачей поверхностной волной и спутниковые радиоканалы.[3,стр.195]

Опорная станция включает в себя измерительный GPS приемник антенной, процессор и передатчик данных с антенной. В станции, как правило, применяется многоканальный приемник, каждый канал которого предназначен для отслеживания одного видимого НКА. Необходимость непрерывного отслеживания каждого НКА обусловлена тем, что опорная станция должна «захватывать» навигационные сообщения раньше, чем приемники потребителей. Сравнивая известные координаты с измеренными, контрольный GPS приемник вырабатывает корректирующие поправки, которые передаются потребителям по радиоканалу в заранее оговоренном формате.

Аппаратура потребителя включает GPS-приемник с антенной, процессор и дополнительный радиоприемник с антенной, который позволяет получать дифференциальные поправки с опорной станции. Процессор вносит поправки, принятые от опорной станции, в результаты измерений собственного приемника GPS сигналов.

Для каждого НКА, сигналы которого поступают в GPS-приемник, поправка, полученная от опорной станции, складывается с результатом измерения псевдодальности. Вычисленная поправка ∆сум определяется в виде:

сум = ∆1 + ∆2 (t - ∆t)

где: ∆1 - поправка псевдодальности, передаваемая в сообщении; ∆2 - поправка псевдоскорости (скорости изменения поправки), передаваемая в сообщении; t – время измерения приемником пользователя; ∆t – временная привязка поправки.

Дифференциальный метод наиболее эффективен, когда преобладающими погрешностями являются систематические ошибки, обусловленные внешними по отношению к приемнику причинами, что обычно характерно для системы GPS. Погрешности вследствие задержки сигналов в атмосфере зависят от идентичности условий прохождения сигналов к опорной станции и объекта, следовательно, от расстояния между ними. Полностью компенсируются эти погрешности лишь при близком расположении опорной станции и объекта. Эфемеридная погрешность также лучше всего компенсируется на небольших удалениях пользователя от опорной станции. По этим причинам рабочая зона опорной станции обычно ограничена радиусом до 500 км.


Заключение

В реферате мною рассмотрены принципы работы GPS. Выяснено, что GPS состоит из определенного количества искусственных спутников Земли и наземных станций слежения, объединенных в общую сеть. В качестве абонентского оборудования служат индивидуальные GPS приемники, способные принимать сигналы со спутников и по принятой информации вычислять свое местоположение.

Основным источником погрешностей было наличие, так называемого, режима «ограниченного доступа». В этом режиме в сигналы спутников Министерством обороны США априорно вводилась погрешность, позволяющая определять местоположение с точностью 30 — 100 м, хотя принципиально точность GPS системы может достигать нескольких

сантиметров. С 1 мая 2000 года режим «ограниченного доступа» был отключен. Другими источниками погрешности являются неудачная геометрия взаимного расположения спутников, многолучевое распространение радиосигналов (влияние переотраженных радиоволн на приемник), ионосферные и атмосферные задержки сигналов и др. Для повышения точности определения местоположения можно использовать дифференциальный режим.

В связи с планами модернизации системы GPS планируется ввод двух новых дополнительных кодированных гражданских сигналов (C/A – код на частоте L2 и новый сигнал на частоте L5), которые улучшат работу пользователей в приложениях, связанных с высокоточными измерениями на длинных и коротких базовых линиях – таких как обеспечение точного захода самолетов на посадку и автоматическое приземление, картографирование, геодезические и геофизические измерения

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

  1. Липкин И.А Спутниковые навигационные системы. М.: 2006.

  2. Невдяев Л.М. Мобильная спутниковая связь (справочник). –М.: МЦНТИ, 1998.

  3. Невдяев Л.М., Смирнов А.А. Персональная спутниковая связь. - М.:Эко-Трендз,1998.

  4. Соловьев Ю.А. Системы спутниковой навигации. – М.:Эко-Трендз,2000.

  5. Яценков В.С. Основы спутниковой навигации. Системы GPS NAVSTAR и ГЛОНАСС. – М: Горячая линия-Телеком,2005. – 272с.




Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации