Эфемеридное обеспечение GPS и ГЛОНАСС

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 17 Августа 2014 в 19:45, курсовая работа

Краткое описание

Целью данной курсовой работы является определение координат пункта с помощью абсолютного метода по измеренным псевдодальностям и вычисленным эфемеридам спутников.
За день вычисления была выбрана дата - 14 января 2014 года.
Для планирования ГНСС-наблюдений использовалось программное обеспечение Trimble Geomatics Office. Все вычисления, как для GPS, так и для ГЛОНАСС проводились в программной среде Microsoft Excel.

Содержание

Введение........................................................................................................ 2

1. Описание исходных данных.....................................................................3
1.1 Описание сети постоянно действующих станций IGS. Общие сведения о станции ZECK,Зеленчукская .......................................................................3
1.2 Сведения о RINEX-формате..................................................................4
1.2.1 Навигационное сообщение ГЛОНАСС..........................................5
1.2.2 Навигационное сообщение GPS.....................................................5
1.2.3 Файл ГНСС-наблюдений................................................................5

2.Теоретическая часть. Эфемеридное обеспечение GPS и ГЛОНАСС.....5
2.1 Бортовые эфемериды GPS ....................................................................5
2.2 Бортовые эфемериды ГЛОНАСС.........................................................5
2.3 Продукты IGS-точные эфемериды.......................................................6
2.3.1 Виды точных эфемерид, время публикации, точность.................6
2.3.2 Формат эфемерид SP3......................................................................7

3. Практическая часть. Результаты вычислений.........................................7
3.1 Планирование ГНСС-наблюдений. Выбор спутников.......................8
3.2 Результаты вычисления координат спутников на момент наблюдения………………………………………………………………………..8
3.2.1 Вычисление координат спутников GPS. Алгоритм, результаты, рисунок небесной сферы.........................................................................................8
3.2.2 Вычисление координат спутников ГЛОНАСС. Алгоритм, результаты, рисунок небесной сферы..................................................................10
3.3 Алгоритм и результаты вычисления положения пункта абсолютным методом......................................................................................................................
3.4 Анализ результатов (оценка точности, геометрического фактора, сравнение результатов, полученных по GPS и ГЛОНАСС, сравнение результатов получения координат одного и того же пункта, но в разное время (для разных вариантов) ………………………………………….........................

Заключение.....................................................................................................

Список использованной литературы..........................................................

Приложения.....................................................................................................

Прикрепленные файлы: 1 файл

КУРСОВАЯ5.docx

— 194.85 Кб (Скачать документ)

Таблица 8

Топоцентрические координаты спутников GPS

 

Спутник

№31

Спутник №32

Спутник №17

Спутник №20

Спутник №1

Спутник №22

E

1,38E+07

1,02E+07

-2,37E+07

-3,32E+06

-5,35E+06

2,31E+07

N

9,55E+06

-1,75E+06

5,97E+06

3,03E+06

-1,44E+07

-1,22E+07

U

1,44E+07

1,83E+07

4,02E+06

1,97E+07

1,53E+07

-1,01E+07

ΔX

-6332000

4025000

14810000

11260000

19310000

-14450000

ΔY

12800000

17250000

-18540000

5551000

9965000

18080000

ΔZ

16820000

11430000

7091000

15800000

176800

-15750000


 

Вычисляем азимут и высоту спутников:

A = arctg (E/N); h = arctg (U/(E2+N2))

Таблица 9

Азимут и высота спутников GPS

 

Спутник

№31

Спутник №32

Спутник №17

Спутник №20

Спутник №1

Спутник №22

A

55,27955757

80,28

255,87

227,56

20,34355254

62,20

h

40,56153757

60,4936872

9,347708503

77,13665056

44,84965015

-21,0325419


 

Анализируя таблицу 9, видим, что у спутника 22 высота не удовлетворяет требованиям наблюдения (маска равна 15о), в чем убедимся при вычислении координат спутника абсолютным методом (см. таблицу 14). На этот момент времени не будут доступны данные.

Изобразим спутники GPS на сфере:


 

 


 

 

 

Рисунок №1 - Положение спутников GPS на сфере

 

3.2.2 Вычисление  координат спутников ГЛОНАСС. Алгоритм, результаты, рисунок небесной сферы

Алгоритм вычисления координат спутников ГЛОНАСС менее трудоемок, поскольку не требует вычисления прямоугольных координат. Спутник сам передает их. Все что нам требуется - сравнить полученные координаты со спутника с файлом точных эфемерид.

Таблица 10

Полученные координаты со спутников ГЛОНАСС

№ Сп.

№5

№6

№7

№9

№15

№16

X

-6666,86

3722,04

11459,75

15460,18

-9820,06

4253,07

Y

24416,33

16998,84

81,54

20037,61

4477,18

17729,71

Z

3202,01

18619,25

22815,26

2703,01

23132,41

17851,89


 

 

 

 

 

Таблица 11

Координаты спутников ГЛОНАСС из файла точных эфемерид

№ Сп.

№5

№6

№7

№9

№15

№16

X

-6666,69

3734,01

11476,37

15461,73

-9786,53

4276,93

Y

24408,87

16959,7

34,53

20044,05

4515,2

17760,79

Z

3258,39

18652,51

22807,03

2645,89

23139,07

17815,43


 

Сравнив координаты, получаем разность:

(При сравнении координаты  из файла точных эфемерид отнимались  с полученных координат со  спутника)

Таблица 12

Разность точных и бортовых координат спутников ГЛОНАСС

№ Сп.

№5

№6

№7

№9

№15

№16

X

0,17

11,97

16,62

1,55

33,53

23,86

Y

-7,46

-39,14

-47,01

6,44

38,02

31,08

Z

56,38

33,26

-8,23

-57,12

6,66

-36,46


 

Анализируя таблицу, видим, что расхождение с точными эфемеридами у ГЛОНАСС варьируется от 0,17 до 56,38 километров.

Далее вычислялись топоцентрические координаты спутников ГЛОНАСС в пункте наблюдения по тем же формулам, что и для спутников GPS.

Таблица 13

Топоцентрические координаты спутников ГЛОНАСС

№ Сп.

№5

№6

№7

№9

№15

№16

E

2,27E+07

1,03E+07

-7,54E+06

4,74E+06

9,87E+06

1,04E+07

N

-5,43E+06

3,73E+06

1,05E+07

-1,52E+07

1,98E+07

2,57E+06

U

3,94E+06

1,67E+07

1,57E+07

1,35E+07

6,48E+06

1,68E+07

ΔX

-3458000

-3447000

-3440000

-3.436*10^6

-3.461*10^6

-3.447*10^6

ΔY

-3036000

-3043000

-3060000

-3.04*10^6

-3.056*10^6

-3.043*10^6

ΔZ

-4389000

-4373000

-4.369*10^6

-4.389*10^6

-4.369*10^6

-4.374*10^6

A

76,55346198

69,9984941

215,6375015

17,27044536

26,54183806

76,18607757

h

9,585927311

56,801482

50,40567719

40,14123252

16,35574111

57,33676852


 

Изобразим спутники ГЛОНАСС на сфере:


 

 


 

 

 

Рисунок №2 - Положение спутников ГЛОНАСС на сфере

 

3.3 Алгоритм и  результаты вычисления положения  пункта абсолютным методом

Метод выполняется дважды – по результатам наблюдений спутников GPS и наблюдений спутников ГЛОНАСС, по P-коду.

В измеренные псевдодальности из файла наблюдений (zeck0140.140 или zeck0140.14d) следует внести поправку за часы спутника, получив исправленные псевдодальности:

bk= 0,2997924583 * (106 * Δtk), км

= - bk,

где  Δtk - поправка часов спутника k, 10-6 сек, 0,2997924583 – скорость света, 106 км/сек.

Для простоты вычислений заполняем таблицу

Таблица 14

Псевдодальности, исправленные за поправку часов спутника

NN спутников

Измеренные псевдодальности, из файла наблюдений,

, км

Поправка в расстояние за часы спутника, bk

Псевдодальности, исправленные за поправку часов спутника,

км

Дата, момент наблюдения спутников GPS (UTC): 14.01.14 (12:00)

G31

21907249,55547

99,63

21907149,92

G32

21169753,02148

-150,48

21169903,50

G17

24726226,57245

-17,72

24726244,29

G20

20074903,33248

45,84

20074857,50

G1

21638651,94447

30,10

21638621,84

Дата, момент наблюдения спутников ГЛОНАСС (UTC): 14.01.14 (12:15)

R5

23618739,9686

-49,35

23618789,32

R6

19820914,4938

12,25

19820902,25

R7

20257169,0348

-25,29

20257194,33

R9

20790421,0017

1,69

20790419,31

R15

22908824,1905

4,41

22908819,78

R16

19838376,71

3,30

19838373,41


 

Заполняем следующую таблицу. Вписываем координаты спутников – вычисленные из навигационного сообщения на момент наблюдения.

Таблица 15

Координаты спутников, вычисленные из навигационного сообщения на момент наблюдения

№ Спутников

Координаты ИСЗ в ОЗСК, из навигационного сообщения

, км

Псевдодальности за поправку часов, км

 

Xk

Yk

Zk

 

G31

-2881,30

15857,80

21216,51

21907,15

G32

7476,41

20308,50

15821,21

21169,90

G17

18259,56

-15484,27

11482,67

24726,24

G20

14707,91

8611,60

20194,60

20074,86

G1

22759,20

13025,31

4568,72

21638,62

         

R5

-6666,860352

24416,32861

3202,013672

23618,79

R6

3722,037598

16998,83887

18619,25391

19820,90

R7

11459,74561

81,53808594

22815,26318

20257,19

R9

15460,18066

20037,61182

2703,009277

20790,42

R15

-9820,059082

4477,177734

23132,41162

22908,82

R16

4253,072266

17729,7085

17851,88818

19838,37

Информация о работе Эфемеридное обеспечение GPS и ГЛОНАСС