15. Реферат на тему:

16. «Спутниковые системы»

20. Выполнил: студент 1 курса,

.

21. Проверил: Иванова Т.И.

27. Иркутск 2011

    2. Содержание

Введение

1. Возникновение спутниковых систем навигации

2. Глобальные навигационные спутниковые системы

2.1 Спутниковая система ГЛОНАСС

2.2 Спутниковая система GPS

3. Спутниковая система Galileo

3. Спутниковая геодезическая аппаратура

1. Технические характеристики геодезического спутникового оборудования

4. Современные геодезические спутниковые приемники

Введение

В данном реферате рассматривается глобальные спутниковые системы, их назначение, виды и принцип действия.

Системы позиционирования позволяют повысить производительность в полевой геофизике: камеральных, полевых и геодезических работ. Новые системы управления транспортом, разработанные за последние годы позволяют оператору видеть созданный компьютером объект и обновлять информацию о нем. Это все и многое другое принесли разработки последних лет в геодезию.

1. Возникновение спутниковых систем навигации

Появление искусственных спутников Земли произвело переворот в методах геодезии и значительно повысило точность навигации и определения положения точек и объектов на поверхности Земли.

Спутниковая геодезия, ориентированная на выполнение точных геодезических измерений на земной поверхности с помощью искусственных спутников Земли (ИСЗ), возникла в конце 50-х годов, непосредственно после запуска первых ИСЗ.

Период до 1970 г. характеризовался развитием основополагающих методов спутниковых наблюдений, в основном фотографирования спутников с помощью специально разработанных камер, а также методов вычисления и анализа спутниковых орбит. Тогда же были предприняты первые попытки построения глобальных геодезических сетей с использованием пассивных ИСЗ. Значительное внимание было уделено при этом изучению глобального гравитационного поля Земли.

Период времени с 1970 по 1980 год отличался разработкой таких новых средств и методов наблюдений, как лазерные методы измерения расстояний до спутников и спутниковая альтиметрия. Большим научным и практическим достижением являются разработанные в то время доплеровские спутниковые системы Цикада (Советский Союз) и Транзит (США). Повышение точности спутниковых измерений открыло возможность более детального изучения скорости вращения Земли, закономерностей движении ее полюсов, деформаций земной коры и других параметров.

С 1950 года идет широкомасштабное практическое использование спутниковых технологий в геодезии, геодинамике, топографии, землеустройстве и других смежных областях. Это связано прежде всего с дальнейшим усовершенствованием радионавигационных систем, выразившимся в использовании более совершенных методов измерения, более удачных параметров орбит, целого ряда других технических решений, а также с общим развитием компьютерных технологий. Позволившим создать высокоавтоматизированные полевые геодезические приборы. Созданные да данном этапе многофункциональные радионавигационные системы ГЛОНАСС (Советский Союз) и Навстар (СИТА) позволили реализовать миллиметровый уровень точности При Измерении до тысячи и более километров.

В 1963 г. начались работы по построению первой отечественной низкоорбитальной навигационной спутниковой системы «Цикада». В 1967 г. на орбиту был выведен первый отечественный навигационный спутник «Космос-192». Для радионавигационных спутниковых систем первого поколения характерным является применение низкоорбитальных ИСЗ и использование для измерения навигационных параметров объекта сигнала одного, видимого в данный момент спутника.

На этой основе в интересах навигационного обеспечения в 1964 г. была создана доплеровская спутниковая радионавигационная система первого поколения «Transit», предназначенная для навигационного обеспечения пуска с подводных лодок баллистических ракет «Поларис». После того, как в 1967 г. эта система была предоставлена для коммерческого использования, число гражданских потребителей быстро превысило число военных.

Так же, как и в системе «Цикада», в системе «Transit» координаты источника вычисляются по доплеровскому сдвигу частоты сигнала одного из 7 видимых спутников, которые имеют круговые полярные орбиты с высотой над поверхностью Земли ~ 100 км. Период обращения спутников «Transit» равен 107 минутам.

В 1964 г. в США началось исследование возможностей использования для целей местоопределения широкополосных сигналов, модулированных псевдослучайными шумовыми кодами, что на основе корреляционного разделения таких сигналов давало возможность использования несколькими передатчиками одной несущей частоты.

Российская спутниковая система ГЛОНАСС — глобальная навигационная спутниковая система, разработки которой начаты в середине 1970-х годов, а в 1995 г. Правительство РФ специальным постановлением за № 237 открыло систему для гражданского применения и международного сотрудничества. Используемая методика требует нахождения в любой момент времени в поле зрения каждого пользователя не менее 4 спутников, поэтому высоты орбит и количество спутников в системах второго поколения значительно увеличены. Развертывание первой фазы системы, предусматривающей использование 10-12 ИСЗ в двух плоскостях, завершилось в 1991 г. В феврале 1992 г. количество работающих одновременно спутников впервые достигло 12. В настоящее время (2006 г.) количество работающих спутников ГЛОНАСС составляет 17.

В Российской Федерации на использование спутниковых приемников глобального позиционирования введены ограничения — для их применения требуется лицензия. Основным разработчиком и создателем по системе в целом и по космическому сегменту является НПО прикладной механики (г. Красноярск), а по навигационным космическим аппаратам — ПО «Полет» (г. Омск). Головным разработчиком радиотехнических комплексов является РНИИКП; ответственным за создание временного комплекса, системы синхронизации и навигационной аппаратуры потребителей определен Российский институт радионавигации и времени.

2. Глобальные навигационные спутниковые системы

Глобальная Навигационная Спутниковая Система (Global Navigation Satellite System - GNSS) - это спутниковые системы (наиболее распространены, используемые для определения местоположения в любой точке земной поверхности с применением специальных навигационных или геодезических приемников. GNSS-технология нашла широкое применение в геодезии, городском и земельном кадастре, при инвентаризации земель, строительстве инженерных сооружений, в геологии и т.д.

Основные достоинства и преимущества: 1. Не требуется прямой видимости между пунктами. 2. Благодаря автоматизации измерений сведены к минимуму ошибки наблюдателей. 3. Позволяет круглосуточно при любых погодных условиях определять координаты объектов в любой точке земного шара. 4. Точность GNSS-определений мало зависит от погодных условий (дождя, снега, высокой или низкой температуры, а также влажности). 5. GNSS позволяет значительно сократить сроки проведения работ по сравнению с традиционными методами. GNSS-результаты представляются в цифровом виде и могут быть легко экспортированы в картографические или географические информационные системы (ГИС).

Наиболее перспективными космическими системами, служащими для решения геодезических задач, являются системы глобального определения местоположения ГЛОНАСС (РФ), GPS (США) и Galileo (европейская система). Эти системы являются исключительно точным инструментом для решения прикладных задач геодезии, геофизики и землепользования. Они предназначены для высокоточного определения трех координат места, составляющих вектора скорости и времени различных подвижных объектов.

Функционирующими на данный момент являются две глобальные спутниковые радионавигационные системы второго поколения:

• Российская (ранее советская) система ГЛОНАСС (глобальная навигационная спутниковая система)

• американская, называемая «Navstar» (Navigational Satellite Time and Ranging — навигационный спутник измерения времени и координат) или по ее фактическому назначению GPS (Global Positioning System — глобальная система местоопределения).

Спутниковые системы, помимо навигационных определений, позволяют производить высокоточную взаимную синхронизацию стандартов частоты и времени на удаленных наземных объектах и взаимную геодезическую привязку, а также определять ориентацию объекта на основе измерений, производимых от четырех приемников сигналов навигационных спутников.

Основными достоинствами спутникового позиционирования являются всепогодность, глобальность, оперативность, точность и эффективность. Эти качества зависят от баллистического построения системы, высокой стабильности бортовых эталонов частоты, выбора сигнала и способов его обработки, а также от способов устранения и компенсации погрешностей. Параметры систем и их отдельных элементов, а также математическое обеспечение выбираются так, чтобы ошибка навигационных определений по координатам была не более 10 м, а по скорости до 0,05 м/с.

Современные системы спутникового позиционирования состоят из трех частей, получивших название секторов (подсистем):

• космический сектор, включающий в себя набор спутников, который называют «созвездием»;

• сектор управления и контроля, состоящий из центральной (ведущей) станции и нескольких станций слежения, расположенных в разных точках земного шара. Кроме того, имеются средства развертывания и восполнения системы (космодром);

• сектор пользователей, включающий в себя широко распространенную аппаратуру пользователей.