Тракторный транспорт и многоканальные системы
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
?ывается система ГЛОНАСС-М следующего поколения с более высокими тактико-техническими характеристиками.
Системой, аналогичной ГЛОНАСС, является американская система GPS.
3.5.2 Глобальная система местоопределения GPS (США)
Первый спутник был помещен на орбиту 22 февраля 1978 г., а в настоящее время имеется 28 рабочих спутников на высоте 20 180 км на 6 различных орбитах. Их орбиты отклоняются на 55 к экватору, при этом последние 4 спутника обеспечивают радиосвязь с любой точкой планеты. Орбита каждого спутника Земли составляет примерно 12 часов, и он имеет 4 атомных синхронизатора на плате.
Имеет построение, аналогичное построению системы ГЛОНАСС. Система включает 24 КА, расположенных в шести плоскостях и разнесенных по экватору через 60 градусов. Наклон круговых орбит к плоскости экватора составляет 55 градусов, а высота орбиты примерно 20000 км. Излучает псевдошумовые сигналы на двух частотах: (L1) 1575,42 МГц и (L2) 1227,60 МГц. Используется кодовое разделение сигналов КА.
Точный (Р) сигнал на частотах (L1) и (L2), предоставляемый военным и некоторым гражданским потребителям США и их союзникам, имеет точность 11 м. по координатам, 14 м. по высоте и 36-50 нс. по времени. Этот сигнал может дополнительно кодироваться (закрываться) и тогда он имеет обозначение P(Y). Общедоступный сигнал (C/А) на частоте L1 стандартной точности специально заглублен и обеспечивает определение координат со значительно худшей точностью, составляющей по координатам 35-50 м., по высоте 70-80 м. и по времени 140-170 нс.
Для работы по этим системам разработана аппаратура потребителей: АСН-21М, Бриз-К, Бриз-Н,"Геодезист", "Интер-А", МРК-17ПВ, СНС-2, СНС-3, СНС-3301, ,СН-3700, НСИ-2000 и станция мониторинга "Мониторинг-01".
Системы ГЛОНАСС и GPS планируются быть основными средствами радионавигационного обеспечения всех групп потребителей для государств - участников Содружества.
В Европе принято решение о создании гражданской спутниковой навигационной системы ГАЛИЛЕО. Российская Федерация является участником работ по проекту.
Выводы.
Таким образом, для данного проекта лучше всего подходит система GPS:
Простота реализации приемников и радиоэлектронных компонент в частности;
Широкое распространение данной системы и ее сервисов;
Покрытие всего Земного шара за исключением полюсов;
Возможность совместимости с другими системами, в частности системой ГЛОНАСС;
Малые размеры приемных антенн и обрабатывающих блоков.
Общедоступность информации о системе
Простота и дешевизна в использовании;
Большие инвестиции в системе, что гарантирует ее стабильную работу на протяжении ближайших десяти лет;
Отмена селективного доступа в 2000 году, что значительно повысило точность определения местоположения объектов.
В следующем разделе приводится описание основных принципов и методов, положенных в основу построения данной системы глобального позиционирования.
4. Методы постановки системы GPS
.1 Принципы GPS.
В основе работы системы GPS лежит:
спутниковая трилатерация (на ней базируется работа системы);
спутниковая дальнометрия (измерение расстояний до спутников);
точная временная привязка (высокоточная синхронизация отсчета времени в системе спутники-приемники);
точное положение спутников в космосе;
коррекция ошибок, вносимых задержкой радиосигнала спутника в ионосфере и тропосфере.
Спутниковая трилатерация предполагает, что точные координаты любой точки на поверхности Земли могут быть вычислены путем измерений расстояний от группы спутников, если их положение в космосе известно.
Используя Систему Глобального Позиционирования ( GPS процесс используется для определения координат в любой точке мира), следующие два значения определяют точку на Земле:
.Первое - точное расположение( координаты долготы, широты и высоты) обеспечивается в диапазоне от 20 м до приблизительно 1 мм.
.Прецизионное время (UTC), его точность лежит в диапазоне от 60 нс до примерно 5 нс.
Скорость и направление движения можно получить из этих координат. Значения координат и времени определяются посредством 28 спутников Земли.
GPS приемники используются для позиционирования, навигации, наблюдения и определения времени как частными лицами ( любителями горных лыж, воздушных шаров и т.д.), так и компаниями (для наблюдения, определения времени, контроля передвижения и т.д.).
Расстояние до спутников определяется по измерениям времени прохождения радиосигнала от космического аппарата до приемника, умноженным на скорость света.
Рис. 4.1.1 Основная функция GPS.
Для того чтобы определить время распространения сигнала, нам необходимо знать, когда он был передан со спутника. Для этого на спутнике и в приемнике одновременно генерируется одинаковый псевдослучайный код. Каждый спутник системы GPS передает два радиосигнала: на частоте L1=1575,42 МГц и L2=1227,60 МГц.
Рис.4.1.2 Схема модуляции сигналов системы GPS
Сигнал L1 имеет два дальномерных кода с псевдослучайным шумом (PRN), Р-код и С/А-код. Точный, или Р-код, может быть зашифрован для военных целей. Грубый, или С/А-код, не зашифрован. Сигнал частоты L2 модулируется только с Р-кодом. Как видно из вышесказанного, вычисления напрямую зависят от точности хода часов на спутниках и в приемниках. Код должен генерироваться на спутнике и в приемнике строго в одно и то же время. На спутниках установлены атом