РЕФЕРАТ

на тему:

“GPS та його використання при геодезичних роботах»

Дана робота була виконана авторами сайту HYPERLINK
«http://www.ukrreferat.com» www.ukrreferat.com

на замовлення відвідувачів сайту — БЕЗКОШТОВНО

ПЛАН

Вступ

1. Принцип дії системи глобального позиціонування (GPS)

2. Можливості використання GPS в геодезичних роботах

Висновки

Список використаної літератури

Вступ

GPS, Систе?ма глоба?льного позиціонува?ння (англ. Global Positioning
System) — сукупність супутників, обладнаних радіочастотним
приймально-передавальним обладнанням та запущених на замовлення
військового відомства — Управління Оборони США, що використовуються для
визначення розташування об’єкта на поверхні Землі під час наведення
ракет на ціль та координації пересування підрозділів авіаційного,
морського і наземного базування.

Військове відомство США дозволило цивільним користувачам використання
системи з меншою точністю. Використовуючи GPS-приймач, можна точно
визначити його позицію на поверхні Землі.

На сьогодні окрім приймачів спеціального призначення випускаються
прилади, вмонтовані в наручні годинники, сотові телефони, ручні
радіостанції, за допомогою яких можна орієнтуватись на місцевості. Їх
використовують альпіністи, рятівники, туристи.

1. Принцип дії системи глобального позиціонування (GPS)

GPS приймач обчислює власне положення, вимірюючи час, коли було послано
сигнал із GPS супутників. Кожен супутник постійно надсилає повідомлення,
в якому міститься інформація про час відправки повідомлення, точку
орбіти супутника, з якої було надіслано повідомлення (ефемеріс), та
загальний стан системи і приблизні дані орбіт всіх інших супутників
угрупування системи GPS(альманах). Ці сигнали розповсюджуються зі
швидкістю світла у всесвіті, та із трохи меншою швидкістю через
атмосферу. Приймач використовує час отримання повідомлення для
обчислення відстані до супутника, виходячи з якої, шляхом застосування
геометричних та тригонометричних рівнянь обчислюється положення
приймача. Отримані координати перетворюються в більш наочну форму, таку
як широта та довгота, або положення на карті, та відображається
користувачеві.

Оскільки для обчислення положення необхідно знати час з високою
точністю, необхідно отримувати інформацію із 4-х або більше супутників
задля усунення необхідності в надточному годиннику. Іншими словами, GPS
приймач використовує чотири параметри для обчислення чотирьох невідомих:
x, y, z та t.

В деяких окремих випадках може бути необхідною менша кількість
супутників. Якщо заздалегідь відома одна змінна (наприклад, висота над
рівнем моря човна в океані дорівнює 0), приймач може обчислити положення
використовуючи дані з трьох супутників. Також, на практиці, приймачі
використовують різну допоміжну інформацію для обчислення положення з
меншою точністю в умовах відсутності чотирьох супутників.

Зона покриття супутників GPS охоплює всю площу Землі, і тому в
споживача є можливість визначити свої координати з будь-якого кута
земної кулі. Типовий GPS-приймач робить рішення раз у секунду, має
інтерфейс для зв’язку з зовнішніми пристроями (як правило, RS-232), і
працює за стандартним протоколом (NMEA-0183). Найчастіше одержувана від
GPS-приймача інформація містить дані про місце розташування (координати
в якій-небудь геометричній проекції), швидкість, курс і час. Особливий
інтерес представляє побудова диспетчерських систем на базі GPS, які
дозволяють контролювати з єдиного центра (диспетчерський пункт — ДП)
переміщення рухливих об’єктів (РО) у рамках визначеної території.
Найбільш розповсюджена схема являє собою систему локального радіозв’язку
для передачі даних РО—ДП і програмне забезпечення ДП, призначене для
оперативного відображення обстановки.

2. Можливості використання GPS в геодезичних роботах

За допомогою GPS в геодезії можна виконувати наступні роботи:

багатоканальність — одночасне безперервне спостереження за усіма (чи
майже усіма) видимими супутниками;

спільна обробка інформації супутників NAVSTAR і ГЛОНАСС на рівні вимірів
із пріоритетом інформації ГЛОНАСС;

цілком когерентний (оптимальний) прийом сигналів супутників —
використання фазових вимірів по несучій у контурі віддалеміра, що
стежить (апаратна інтеграція);

цифрова обробка радіосигналів супутників у смузі частот, що містить
корисну інформацію, з переносом спектрів сигналів супутників ГЛОНАСС із
літерних частот у нульову область гетеродинуванням;

цифрова система входження в зв’язок із супутниками без використання
якої-небудь апріорної інформації (альманахи супутників, зчислені
координати споживача, час);

вимір «абсолютної» псевдодальності — виключення неоднозначності відліків
псевдодальності, викликаних мілісекундною тривалістю далекомірних кодів;

економічний навігаційний алгоритм на основі адекватної математичної
моделі вимірів, реалізованих у приймально-вимірювальному тракті.

Усі відомі варіанти апаратури споживачів супутникової навігації містять
два незалежних контури стеження:

1) спостереження за фазою несучої частоти;

2) спостереження за фазою (затримкою) далекомірного коду.

Іншими словами, в апаратурі здійснюється некогерентний прийом інформації
про дальність, у той час як несуча частота і тактова частота коду
когерентні. Очевидно, що здійснення когерентної обробки підвищить
завадостійкість віддалемірному каналу. Але більш істотним є той факт, що
шуми спостереження за фазою несучої не перевищують 0,05 фазового циклу,
що в лінійній мірі менш 1 см, у той час як шуми спостереження за фазою
коду в некогерентному віддалемірі оцінюються завбільшки одиниці метрів.
Ці шуми не можуть бути зменшені через те, що смуга пропускання
некогерентного віддалеміра, що стежить, повинна бути досить широкою, щоб
не виникли помітні динамічні похибки при маневруванні об’єкта (динамічні
похибки спостереження за несучою при оптимальному петльовому фільтрі
мають той же порядок, що і шумові, тобто приблизно 1 см).

»

hd

hd

hd

дезичних робіт на сучасному етапі, а також характерних тенденцій
сучасних розробок такої апаратури, спрямованих на створення
малогабаритної апаратури СРНС на основі використання нових
схемотехнічних рішень, створення спеціалізованої елементної бази
високого ступеня інтеграції, застосування технології багатокристальних
модулів, розроблена апаратура СРНС геодезичного призначення.

Основне опрацювання сигналів НКА проводиться апаратними і програмними
засобами цифрової обробки радіосигналів після їхнього посилення в
аналоговій частині РПП і перетворення в цифрову форму в
аналогово-цифровому перетворювачі.

Програмне забезпечення післясеансної обробки результатів вимірів
забезпечує виконання апаратурою функцій у режимі відносних визначень 
(при проведенні статичної і кінематичної зйомки) і є невід’ємною
частиною апаратури геодезичного призначення.

Визначення координат точок апаратурою СРНС статичним методом.

При проведенні відносних (диференційних) супутникових спостережень на
пунктах геодезичної мережі функції спостерігача зводяться до виконання
таких операцій:

— встановлення апаратури на пункті;

— вимірювання висоти встановлення антени;

— перевірка готовності апаратури до вимірювань;

— введення в апаратуру необхідних вихідних даних;

— виконання вимірів впродовж встановленого (оптимального) інтервалу
часу;

— виконання фіксації результатів вимірів у пам’ять супутникового
приймача або автоматична реєстрація результатів у відповідному
зовнішньому пристрої (комп’ютері);

— заповнення польового журналу;

— реєстрація всіх зауважень, які безпосередньо пов’язані з супутниковими
спостереженнями і можуть виявитися корисними при обробці даних і аналізі
кінцевих результатів.

При визначенні координат у реальному часі супутникову апаратуру
докомплектовують радіомодемом для передачі і прийому диференційних
поправок по каналу зв’язку. Підготовка апаратури у цьому випадку включає
додаткові дії по перевірці роботи радіомодему. Основна перевірка –
визначення максимальної дальності прийому поправок по всіх напрямках від
базової станції. Крім того, перевіряється можливість роботи на
транспортному засобі (наявність радіозавад від електрообладнання
транспортного засобу).

Однією з переваг супутникової технології геодезичного забезпеченн є
цифрова форма одержуваної інформації, що дозволяє при наявності
комп’ютера здійснювати всю обробку безпосередньо у польових умовах.

Програмне забезпечення для післясеансної обробки представлено у вигляді
пакета програм, адаптованого для роботи на ПК і забезпечує автоматизацію
всього процесу робіт від планування спостережень до видачі кінцевих
результатів. Пакет програм післясеансної обробки результатів вимірів
виконує функції:

— планування сеансів накопичення інформації;

— перенесення результатів вимірювань із приймача на ПК;

— проведення післясеансної обробки результатів вимірювань;

— врівноваження результатів післясеансної обробки;

— проведення документування результатів післясеансної обробки.

Рис. 2 Функціональна схема після сеансної обробки результатів вимірів
СРНС.

Висновки

Отже, GPS приймач обчислює власне положення, вимірюючи час, коли було
послано сигнал із GPS супутників. Кожен супутник постійно надсилає
повідомлення, в якому міститься інформація про час відправки
повідомлення, точку орбіти супутника, з якої було надіслано повідомлення
(ефемеріс), та загальний стан системи і приблизні дані орбіт всіх інших
супутників угрупування системи GPS(альманах). Ці сигнали
розповсюджуються зі швидкістю світла у всесвіті, та із трохи меншою
швидкістю через атмосферу. Приймач використовує час отримання
повідомлення для обчислення відстані до супутника, виходячи з якої,
шляхом застосування геометричних та тригонометричних рівнянь
обчислюється положення приймача. Отримані координати перетворюються в
більш наочну форму, таку як широта та довгота, або положення на карті,
та відображається користувачеві.

Зона покриття супутників GPS охоплює всю площу Землі, і тому в споживача
є можливість визначити свої координати з будь-якого кута земної кулі.

Однією з переваг супутникової технології геодезичного забезпечення є
цифрова форма одержуваної інформації, що дозволяє при наявності
комп’ютера здійснювати всю обробку безпосередньо у польових умовах.

При проведенні відносних (диференційних) супутникових спостережень на
пунктах геодезичної мережі функції спостерігача зводяться до виконання
таких операцій:

— встановлення апаратури на пункті;

— вимірювання висоти встановлення антени;

— перевірка готовності апаратури до вимірювань;

— введення в апаратуру необхідних вихідних даних;

— виконання вимірів впродовж встановленого (оптимального) інтервалу
часу;

— виконання фіксації результатів вимірів у пам’ять супутникового
приймача або автоматична реєстрація результатів у відповідному
зовнішньому пристрої (комп’ютері);

— заповнення польового журналу;

— реєстрація всіх зауважень, які безпосередньо пов’язані з супутниковими
спостереженнями і можуть виявитися корисними при обробці даних і аналізі
кінцевих результатів.

Список використаної літератури

Вентцель Е.С. Курс теории вероятности. — М.: Физматгиз, 1962.- 465 с

Мищенко И. Н., Романов Л. М. Новые разработки спутниковых
радионавигационных систем — Зарубежная радио-электроника, 1989.- №. 1.-
С.21-25.

Селиханович В.Г. Геодезия. — М.: «Недра», 1981.

Справочник геодезиста (в двух книгах). — М.: «Недра», 1995.

Третяк К.Р., Черепанов. Е. Експерементальне дослідженн точності
GPS-системи SR-9500 LEICA // Сучасні досягнення геодезії, геодинаміки та
геодезичного виробництва. Львів-1999рр. С. 93-98.

Дана робота була виконана авторами сайту HYPERLINK
«http://www.ukrreferat.com» www.ukrreferat.com

на замовлення відвідувачів сайту — БЕЗКОШТОВНО

PAGE

PAGE 4

HYPERLINK «http://www.ukrreferat.com» www.ukrreferat.com

Похожие записи