Усі Лекції і методички із ВНС

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»

Кафедра вищої геодезії та астрономії

МАРШРУТИЗАЦІЯ ПІШОГО АБО ТРАНСПОРТНОГО РУХУ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання лабораторної робіти

зкурсу «Супутникова навігація» для бакалаврів спеціальності

193 «Геодезія та землеустрій»

Підготував:

к.т.н., доцент Цюпак І.М.

Львів 2021

Мета лабораторної роботи – запланувати і розрахувати маршрут руху пішого або транспортного руху в місті або між населеними пунктами. Вихідні дані для виконання лабораторної роботи індивідуальні для кожного студента надаються викладачем.

Порядок виконання роботи

1.Використовуючи Google-карту віднайти початкову і кінцеву точки руху.

2.Прокласти оптимальний маршрут.

3.Нанести вузлові точки і показати на рисунках-сканах з Google-карти.

Рис. 1. Маршрут руху …

4. Сполучити вузлові точки.

Рис. 2. Вузлова точка …

5.Розрахувати відстані між вузловими точками і курсові кути.

6.Результати показати у таблиці (зразок) з описом орієнтирів біля вузлових точок.

Координати вузлових точок, курсові кутів і відстаней між точками

продовження табл.

7.Звіт оформити в текстовому редакторі Microsoft Word.

Зауваження. Обчислення зручніше виконати за допомогою електронних таблиць Excel.

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»

Кафедра вищої геодезії та астрономії

МАРШРУТИЗАЦІЯ ПІШОГО АБО ТРАНСПОРТНОГО РУХУ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання лабораторної робіти

зкурсу «Супутникова навігація» для бакалаврів спеціальності

193 «Геодезія та землеустрій»

Підготував:

к.т.н., доцент Цюпак І.М.

Львів 2021

Мета лабораторної роботи – запланувати і розрахувати маршрут руху пішого або транспортного руху в місті або між населеними пунктами. Вихідні дані для виконання лабораторної роботи індивідуальні для кожного студента надаються викладачем.

Порядок виконання роботи

1.Використовуючи Google-карту віднайти початкову і кінцеву точки руху.

2.Прокласти оптимальний маршрут.

3.Нанести вузлові точки і показати на рисунках-сканах з Google-карти.

Рис. 1. Маршрут руху …

4. Сполучити вузлові точки.

Рис. 2. Вузлова точка …

5.Розрахувати відстані між вузловими точками і курсові кути.

6.Результати показати у таблиці (зразок) з описом орієнтирів біля вузлових точок.

Координати вузлових точок, курсові кутів і відстаней між точками

продовження табл.

7.Звіт оформити в текстовому редакторі Microsoft Word.

Зауваження. Обчислення зручніше виконати за допомогою електронних таблиць Excel.

2

Визначення місцеположення точки і поправки годинника за даними спостережень супутників GPS: Методичні вказівки до лабораторної роботи з курсу “Методи аналізу і обробки GPS-інформації” для студентів інституту геодезії спеціалізації “Космічна геодезія” /Автор: Цюпак I.М. - Львів: Національного університету “Львівська політехніка”, 2013.- 15 с.

Автор: Цюпак Ігор Михайлович, канд.техн.наук, доц.

Відповідальний за випуск Ф.Д. Заблоцький, д-р техн.наук, проф.

Рецензенти: П.Д. Двуліт, д-р техн.наук, проф.

А.Л. Церклевич, канд.фіз.-мат.наук, доц.

3

Мета роботи: ознайомити студентів з теоретичними основами одного з етапів обробки GPS-інформації – визначення поправки годинника GPS-приймача та навчити їх виконувати обчислення параметрів цієї поправки за результатами GPS-вимірів.

Лабораторна робота виконується індивідуально за вихідними даними свого варіанту завдання, виданого викладачем. До роботи необхідно зробити рисунок, записати робочі формули, обчислення подати у таблицях.

Вступ

В GPS-методі місцеположення деякого геодезичного пункту P (GPS-приймача, встановленого на цьому пункті) визначається із розв’язання оберненої лінійної просторової засічки, в якій вихідними точками з відомими координатами є миттєві положення кількох (не менше 4-ох) супутників GPS на певний момент часу. Згідно ідеї GPS-технології всі супутники повинні одночасно (у відомі моменти часу за шкалою GPS) неперервно випромінювати спеціальні радіосигнали на двох несучих хвилях в L-діапазоні (L1= 1575.42 МГц і L2= 1227.60 МГц), що несуть мітки часу, закодовану інформацію про елементи орбіти кожного GPSсупутника тощо. За мітками часу і мометами прийнятих приймачем сигналів від кожного i-го супутника вимірюються інтервали часу tі розповсюдження сигналів та обчислюються топоцентричні відстані ( i c ti , де с- швидкість електромагнітних хвиль у вакуумі) до

миттєвого положення кожного супутника на момент спостереження, тобто сторони лінійної засічки. Спрогновані або проінтерпольовані на цей же момент елементи орбіт дають можливість обчислити геоцентричні координати (в системі WGS-84 або ITRF) миттєвих положень супутників, тобто вихідних точок засічки. Реалізація цієї ідеї вимагає високоточної синхронізації годинників супутників і приймача.

Необхідність точної синхронізації годинників викликано тим, що в GPS-спостереженнях момент виходу сигналу з ШСЗ визначається за годинником супутника, а момент приймання фіксується за годинником приймача GPS. Не синхронізованість годинників приймача і супутника означає, що кожний з цих годинників показує різний час в один і той самий момент по шкалі всесвітнього координованого часу UTC, або GPS. Порядок похибки синхронізації – різниці поправок годинників супутника і приймача відносно шкали UTC - кілька десятих мікросекунди (1мкс = 1 10-6c). Поправка супутникового годинника з достатньою точністю відома з навігаційного повідомлення, де вона подається коефіцієнтами квадратного полінома, а поправку годинника приймача необхідно визначати. Хід годинника має дрейф, а його поправку необхідно знати на момент кожного спостереження, які виконуються на протязі від кількох десятків хвилин до доби. Тому поправка годинника приймача представляється поліномом другого степеня, коефіцієнти якого визначаються за GPS-спостереженнями псевдовідстаней. Таке визначення поправки годинника приймача виконується у програмних пакетах для обробки GPS-спостережень, зокрема, у програмі BERNESSE, призначеній для високоточної обробки. При цьому, щоб точніше визначити поправку годинника GPS-приймача, необхідно координати пункту знати з точністю кількох метрів, фіксувати їх і визначати тільки параметри поправки годинника приймача. Це викликано тим, що поправка годинника приймача і координати пункту за виміряними псевдовідстанями, тобто абсолютним способом, визначаються з розв’язку однієї системи рівнянь. Кожне рівняння цієї системи отримують лінеаризацією, тобто знаходженням повного диференціалу d виміряної псевдовідстані по

4

диференціалах невідомих параметрів dX, dY, dZ, d в лінійному виді, наступного рівняння псевдовідстані:

де i - псевдовідстань, xi, yi, zi – координати і-го супутника, X, Y, Z – координати пункту, с –

швидкість світла у вакуумі, –поправка годинника GPS-приймача. Лінеаризоване рівняння (1) має вигляд:

де i – поправка в обчислену псевдовідстань, X, Y, Z і - поправки в наближені координати пункту і поправку годинника приймача, vi – похибка виміру.

Щоб точніше визначити координати пункту, поправка годинника приймача повинна бути наперед відомою, і навпаки, щоб точніше визначити поправку годинника приймача необхідно знати координати пункту. З досліджень відомо, що поправка годинника приймача точно відновлюється, якщо координати пункту відомі з похибкою в 1 м.

1. Теоретичні основи

Поправку годинника GPS-приймача подамо, як функцію часу

де g0, g1, g2 – коефіцієнти поліному, tі – момент і-го спостереження, n – кількість спостережень. Для визначення коефіцієнтів полінома за результатами кодових спостережень GPS (псевдовідстаней) необхідно скласти рівняння похибок виду

координати супутника, X, Y, Z – координати пункту, 0 – наближене значення поправки годинника на початковий момент часу. Коефіцієнти кожного і-го рівняння похибок (4) обчислюються наступним чином: