Навігаційні дані супутників ГЛОНАСС

Національний авіаційний університет

Інститут екологічної безпеки

Кафедра землевпорядних технологій

Курсовий проект

з дисципліни «Космічні геоінформаційні системи»

Виконала:

студентка

групи ІЕБ -305

Заболотна Ю.І

Перевірив:

доцент Ніколаєнко О.Є.

Київ 2011

Зміст

Вступ

Навігаційні дані супутників ГЛОНАСС

Орбітальна система координат

2.1. Закони Кеплера

2.2. Елементи орбіти штучного супутника Землі

2.3. Аномалії орбіти штучного супутника Землі

Обчислення орбітальних координат штучного супутника Землі

3.1. Інформація, яка міститься в широкомовних ефемеридах штучного супутника Землі

3.2. Обчислення положення супутника за даними альманаху

2.2.1. Системи координат

3.2.2. Порядок обчислення орбітальних координат супутника

3.2.3. Порядок обчислення координат супутника в земній системі координат

Висновок

Література

Вступ

На рубежі двох тисячоріч світове співтовариство одержало новий інструмент для навігації і керування.Глобальну навігаційну супутникову систему.

Ці системи дозволяють в глобальному масштабі виконувати навігаційні функції.

Створенню таких систем сприяло розвитку і досягненню в таких галузях науки і техніки, як авіація, морське та річкове судноплавство.

Навігаційні дані супутників ГЛОНАСС

навігаційна супутникова система ГЛОНАСС призначена для визначення місця розташування, швидкості руху, а також точного часу морських, повітряних, сухопутних та інших видів споживачів.
Склад системи ГЛОНАСС
Система ГЛОНАСС складається з трьох підсистем:
• підсистеми космічних апаратів (ПКА);
• підсистеми контролю і управління (ПКУ);
• навігаційної апаратури споживачів (НАП).
Підсистема космічних апаратів системи ГЛОНАСС складається з 24-х супутників, що знаходяться на кругових орбітах заввишки 19100 км, нахилом 64,8 ° і періодом обертання 11 годин 15 хвилин у трьох орбітальних площинах. Орбітальні площини рознесені по довготі на 120 °. У кожній орбітальній площині розміщуються по 8 супутників з рівномірним зрушенням по аргументу широти 45 °. Крім цього, у площинах положення супутників зрушені відносно один одного по аргументу широти на 15 °. Така конфігурація ПКА дозволяє забезпечити безперервне і глобальне покриття земної поверхні і навколоземного простору навігаційним полем.

Підсистема контролю та управління складається з Центру управління системою ГЛОНАСС і мережі станцій вимірювання, управління та контролю, розосереджених по всій території Росії. У завдання ПКУ входить контроль правильності функціонування ПКА, безперервне уточнення параметрів орбіт і видача на супутники тимчасових програм, команд управління і навігаційної інформації.

Навігаційна апаратура споживачів складається з навігаційних приймачів і пристроїв обробки, призначених для прийому навігаційних сигналів супутників ГЛОНАСС і обчислення власних координат, швидкості і часу.
Принципи роботи
Принцип визначення позиції аналогічний американській системі NAVSTAR. Перший супутник ГЛОНАСС був виведений на орбіту 12 жовтня 1982 року. 24 вересня 1993 система була офіційно прийнята в експлуатацію. Супутники системи ГЛОНАСС безперервно випромінюють навігаційні сигнали двох типів: навігаційний сигнал стандартної точності (СТ) в діапазоні L1 (1,6 ГГц) і навігаційний сигнал високої точності (ВТ) в діапазонах L1 і L2 (1,2 ГГц). Інформація, яку надає навігаційним сигналом СТ, доступна всім споживачам на постійній і глобальній основі і забезпечує, при використанні приймачів ГЛОНАСС, можливість визначення:
• горизонтальних координат;
• вертикальних координат;
• складових вектора швидкості;
• точного часу.
Точності визначення можна значно поліпшити, якщо використовувати диференціальний метод навігації і / або додаткові спеціальні методи вимірювань.

Для визначення просторових координат і точного часу потрібно прийняти і обробити навігаційні сигнали щонайменше від 4-х супутників ГЛОНАСС. При прийомі навігаційних радіосигналів ГЛОНАСС приймач, використовуючи відомі радіотехнічні методи, вимірює дальності до видимих ​​супутників і вимірює швидкості їх руху.

Одночасно з проведенням вимірювань в приймачі виконується автоматична обробка містяться в кожному навігаційному радіосигналі міток часу і цифрової інформації. Цифрова інформація описує положення даного супутника в просторі та часі (ефемериди) щодо єдиної для системи шкали часу і в геоцентричної пов'язаної декартовій системі координат. Крім того, цифрова інформація описує положення інших супутників системи (альманах) у вигляді кеплерівських елементів їх орбіт і містить деякі інші параметри. Результати вимірювань і прийнята цифрова інформація є вихідними даними для вирішення навігаційної задачі по визначенню координат і параметрів руху. Навігаційна завдання вирішується автоматично в обчислювальному пристрої приймача, при цьому використовується відомий метод найменших квадратів. В результаті рішення визначаються три координати місцеположення споживача, швидкість його руху і здійснюється прив'язка шкали часу споживача до високоточної шкалою Універсального координованого часу (UTC).
Запуски
• 25 грудня 2005 з космодрому «Байконур» на орбіту ракетою-носієм "Протон-К» були запущені один супутник «ГЛОНАСС» і два супутники «ГЛОНАСС-М» з збільшеним ресурсом експлуатації.
• 26 грудня 2006 відбувся виведення на орбіту ракетою-носієм "Протон-К» трьох супутників «ГЛОНАСС-М».
• 26 жовтня 2007 ракета-носій «Протон-К» стартувала з «Байконура» і вивела на навколоземну орбіту три модифікованих супутника «ГЛОНАСС-М».
• 25 грудня 2007 З космодрому «Байконур» стартувала ракета-носій «Протон-М» і вивела на орбіту три супутники «ГЛОНАСС-М». Одночасно 4 супутники, запущені в 2001-2003 роках, були виведені з угрупування.
• 25 вересня 2008 запуск ракети-носія «Протон» з трьома супутниками «ГЛОНАСС-М», 1 супутник, запущений раніше - на етапі виведення зі складу ОГ.
• 25 грудня 2008 після успішного пуску з космодрому «Байконур» ракети-носія «Протон-М» 3 космічних апарата «ГЛОНАСС-М» успішно відокремилися від розгінного блоку і почали автономний політ.
• 14 грудня 2009 З космодрому «Байконур» відбувся запуск трьох космічних апаратів «Глонасс-М». Три навігаційних космічних апарата «Глонасс-М» (№ 30, 33, 34) виведені на кругову орбіту висотою 19 140 км ракетою-носієм "Протон-М» з розгінним блоком «ДМ».
• 2 березня 2010 ракета-носій «Протон-М» з розгінним блоком «ДМ-2» і трьома супутниками «ГЛОНАСС-М" стартувала з космодрому Байконур о 00:20 за московським часом.
• 2 вересня 2010 зі стартового комплексу космодрому Байконур здійснено успішний пуск ракети космічного призначення важкого класу "Протон-М» з розгінним блоком «ДМ-2» і трьома космічними апаратами "Глонасс-М».
• 5 грудня 2010 року з космодрому Байконур відбувся запуск ракети-носія «Протон-М» з трьома навігаційними космічними апаратами "Глонасс-М». Ракета відхилилася від курсу і не змогла вивести супутники на розрахункову орбіту.
ГЛОНАСС сьогодні
В даний час орбітальне угруповання складається з 26 супутників, але ще не забезпечує 100-відсоткову доступність послуг ГЛОНАСС на території країни, однак кількість видимих ​​над горизонтом в Росії супутників ГЛОНАСС, як правило, дорівнює трьом або більше. За заявами продавців навігаційного приладу Glospace, для визначення місця розташування достатньо трьох видимих ​​супутників ГЛОНАСС, а четвертий дає уточнення про висоту. Звідси неважко зробити висновок, що для орієнтування наземних користувачів (автоводіїв, грибників, туристів і т. п.) система цілком придатна прямо зараз, хоча при літаководіння ще можуть виникати певні труднощі.

Супутники «ГЛОНАСС-М» у складі орбітального угрупування будуть знаходитися, як мінімум, до 2015 року. Льотні випробування негерметичних супутників нового покоління «ГЛОНАСС-К» з поліпшеними характеристиками (збільшеним до 10 років гарантійним терміном і третьою частотою L-діапазону для цивільних споживачів) повинні початися в 2010 році. Цей супутник буде удвічі легшим за свого попередника (приблизно 850 кг проти 1415 кг у «ГЛОНАСС-М»)

Надалі, після розгортання орбітального угрупування з 24-х космічних апаратів, для її підтримки потрібно робити по одному груповому пуску в рік двох КА «ГЛОНАСС-К» на носії "Союз", що істотно знизить експлуатаційні витрати.

З 1 січня 2006 р. всі знову вводяться в експлуатацію транспортні засоби, включаючи літаки, судна, наземний транспорт, геодезичне обладнання та космічні апарати, - повинні в обов'язковому порядку оснащуватися апаратурою супутникової навігації вітчизняної системи ГЛОНАСС або комбінованими приймачами ГЛОНАСС / GPS. Згідно з постановою уряду РФ від 9 червня 2005 приймачами ГЛОНАСС повинні бути обладнані перебувають в експлуатації транспортні засоби. На думку представників «Роскосмосу», ці заходи є розумними і покликані захистити вітчизняний ринок користувальницької апаратури глобальної супутникової навігації. З іншого боку, ці системи в першу чергу спрямовані на вирішення завдань національної безпеки, оскільки глобальна супутникова навігаційна система відіграє найважливішу роль у забезпеченні застосування високоточної зброї далекого радіусу дії. Разом з тим, майбутнє системи ГЛОНАСС постає далеко не в безхмарному світі.

Побоювання викликає відсутність на ринку конкурентоспроможних вітчизняних приймачів ГЛОНАСС, а також конкретних планів розгортання її масового виробництва.

Поиск по сайту: