Пояснительная записка (1225689)
Текст из файла
Министерство транспорта Российской Федерации
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»
Кафедра «Локомотивы»
К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ
Заведующий кафедрой
__________А.К. Пляскин
«____»________20___г.
ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПРИЕМА СИГНАЛОВ СПУТНИКОВЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ ГЛОНАСС/GPS
Пояснительная записка к дипломному проекту
ДП 190303.65.К14-ЭТЖД.496(в).ПЗ
Студент ИИФО Р.А. Кушнерев
Консультант по безопасности
жизнедеятельности
(доцент, к.т.н., доцент) А.А. Балюк
Консультант по экономике
(доцент, к.э.н.) А.Н. Кобылицкий
Руководитель
(старший преподаватель) М.Ю. Кейно
Нормоконтроль
(доцент, к.т.н.) Ю.С. Кабалык
Хабаровск – 2016
ABSTRACT
The diploma project is dedicated to evaluation the quality of reception signals from satellite navigation systems GPS and GLONASS. Based on analysis of existing satellite navigation systems and electronic maps used in the locomotive facility of Russian Railroads was determined the actual levels of positioning accuracy for rolling stock and line objects of the railway infrastructure. Author developed the prototype measurement system for precision geolocation.
СОДЕРЖАНИЕ
| ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………….………………. | 7 | |
| 1 ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПОВ РАБОТЫ СИСТЕМ СПУТНИКОВОЙ НАВИГАЦИИ …………………………………………………………………. | 9 | |
| 1.1 Система "ГЛОНАСС"……………...……………………….……….…… | 10 | |
| 1.2Система"GPS"…………………………………………………………….. | 12 | |
| 1.3 Система "Galileo"………………………………………………………… | 15 | |
| 1.4 Система "BeiDou (КОМПАС)"…………………………………..……… | 18 | |
| 1.5 Системы с наземным базированием"LORAN-C/ЧАЙКА"……..….….. | 20 | |
| 1.6 Система "Инмарсат"…………………………………………………..… | 23 | |
| 2 ОБЗОР ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ И ПЕРСПЕКТИВНЫХ СИСТЕМ ГЛОБАЛЬНОГО И РЕГИОНАЛЬНОГО ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ….. | 26 | |
| 2.1 Описание "NMEA" протокола ……………...….………….……….…… | 30 | |
| 2.2 Содержание "NMEA" сообщений ……………...………...……….…… | 31 | |
| 3 ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ ……………………………...….. | 35 | |
| 4 АНАЛИЗ ПРИЧИН СНИЖЕНИЯ ТОЧНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ И СКОРОСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СПУТНИКОВЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ …………...………… | 48 | |
| 4.1 Метод дифференциальных поправок …………….……...….…….…… | 50 | |
| 4.2 Методы контроля за целостностью ……………...………...……...…… | 52 | |
| 5 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ПРОВЕРКИ ТОЧНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ОБЬЕКТОВ ИНФРАСТРУКТУРЫ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ …………...…………….… | 54 | |
| 5.1 Составные части приемника ……………...………...……………..…… | 55 | |
| 5.2 Применение в полевых условиях ……………...………...……...…… | 60 | |
| 6 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ДЛЯ ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНОЙ ПРОВЕРКИ ТОЧНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ОБЬЕКТОВ ИНФРАСТРУКТУРЫ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ …………...…………….… | 66 | |
| 7 СБОР И АНАЛИЗ ДАННЫХ О КАЧЕСТВЕ ПРИЁМА СИГНАЛОВ СПУТНИКОВЫХ СИСТЕМ …………...………………….……..……….… | 70 | |
| 8 ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ СЪЁМКЕ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ПУТИ …………...………………….…….… | 79 | |
| 8.1 Геодезическая съемка железнодорожных магистралей при использовании приёмника Trimble 5700 R1……………...………...........…… | 79 | |
| 8.2 Съемка электрифицированных железнодорожных путей ……….…… | 84 | |
| 8.3 Геодезическая съёмка искусственных сооружений на железнодорожном транспорте …………………………………………..…… | 86 | |
| 8.4 Передвижение работников по железнодорожным путям ……….…… | 86 | |
| 9 оЦЕНКА ЗАТРАТ НА ПРОВЕДЕНИЕ ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ СЪЁМКИ УЧАСТКА ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ ДЛЯ СОСТАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ КАРТЫ ХАБАРОВСК - ОБЛУЧЬЕ ………….…….… | 91 | |
| ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………….…………………………. | 102 | |
| Список использованных источников………………………………….......... | 103 | |
| Уменьшенные копии демонстрационных листов | ||
ВВЕДЕНИЕ
Изначально спутниковые радионавигационные системы разрабатывались для военных целей – для определения месторасположения различных мобильных объектов. Но при совершенствовании данных систем и методов работы с ними росла и сфера их применения: от навигации гражданских (не относящихся к военным ведомствам) судов до составления высокоточных геодезических карт. На данный момент технология определения месторасположение с помощью спутниковых навигационных систем настолько упростилась, что стало возможным использовать её даже на телефоне.
Системы в состоянии обеспечить глобальность, сантиметровую точность, непрерывность, высокую доступность и множество других требований. Точное определение координаты и времени – актуальная задача для самого широкого спектра научно-технических приложений. К ним относят картографию, геодезическую и аэрофотосъёмку, воздушную навигацию, навигацию морских и речных судов, навигацию наземного транспорта и другие области.
Следует отметить, что ошибки, которые приводят к неточности в определении положения при решении разных задач, практически всегда одни и те же. Это связано главным образом с тем, что имеются различные требования к точности и условиям, при которых происходит позиционирование, также большую роль играет скорость обработки данных приемником и качество программного обеспечения. Возможности навигационных систем постоянно расширяются за счет модернизации, для модернизации необходимо провести анализ работы этих систем и факторы, влияющие на их работу.
Целью дипломной работы является оценка и качество принимаемых сигналов получаемых с одного из приёмников. Для решения задачи будет использован приемник, который способен принимать сигналы основных спутниковых навигационных систем.
Достижение этой цели потребовало постановки и решения следующего комплекса задач:
- рассмотрение принципов работы существующих глобальных систем спутниковой навигации;
- анализ ошибок, различные методы исправления и сферы применения этих методов;
- анализ и вычисление затрат на эксплуатацию и внедрение нового приёмника для получения сигналов, поступающих со спутников лидирующих глобальных систем.
Теоретической и методологической основой работы явились труды отечественных и зарубежных исследователей по теории глобальных систем спутниковой навигации, данные по их развитию в современных условиях, научные труды и материалы.
1 ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПОВ РАБОТЫ СИСТЕМ СПУТНИКОВОЙ НАВИГАЦИИ
На современном этапе развития спутниковых технологий значительное внимание в государственной политике уделяется развитию и внедрению спутниковых радионавигационных систем (СРНС). К категории СРНС преимущественно относят комплексы: система "GPS" (США); система "ГЛОНАСС" (Россия); система "Galileo" (Европа); система "BeiDou" (Китай); ИФРНС с наземным базированием "ЧАЙКА" (Россия) и "LORAN-C"(США); система "Инмарсат".
Глобальные спутниковые системы обеспечивают всепогодные высокоточные определения пространственно-временных координат и скоростей, движущихся и неподвижных объектов. Эти информационно-измерительные комплексы находят повседневное применение при контроле и управлении войсками, управлении воздушным движением и мореходством, решении задач пространственного ориентирования в ракетно-космической технике, навигации, геодезии, гидрографии и других отраслях [1].
В настоящее время спутниковые системы нашли широкое применение при решении ряда задач в мегаполисах:
- управление движением различных видов транспорта;
- управление противопожарной безопасностью и чрезвычайными ситуациями;
- точное определение координаты и времени;
- высокоточные геодезические измерения;
- другие сферы деятельности общества.
Системы спутниковой навигации предполагают прием со спутников радиосигналов, для вычисления точного местоположения на земле, с дальнейшей привязкой к имеющейся для этой местности карте. Обычно вычисляется широта, долгота и высота над уровнем моря, причем с необходимой точностью. Спутник должен быть в зоне прямой видимости, чтобы приемник получал сигнал непосредственно со спутника, а не отраженные сигнал от окружающих предметов и препятствий, такая система называется глобальной. На данный момент глобальными СНС считаются только американская "GPS" и российская система "ГЛОНАСС" [2].
1.1 Система "ГЛОНАСС"
Глобальная навигационная спутниковая система "ГЛОНАСС" – советская/российская спутниковая система навигации, разработана по заказу Министерства обороны СССР. Система "ГЛОНАСС" предназначена для оперативного навигационно-временного обеспечения неограниченного числа пользователей наземного, морского, воздушного и космического базирования. Доступ к гражданским сигналам системы "ГЛОНАСС" в любой точке земного шара, на основании указа Президента РФ, предоставляется российским и иностранным потребителям на безвозмездной основе и без ограничений, как это представлено на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 – Использование системы "ГЛОНАСС" [3]
Основой системы должны являться 24 спутника, движущихся над поверхностью Земли в трёх орбитальных плоскостях с наклоном орбитальных плоскостей 64,8° и высотой орбит 19400 км. Принцип измерения аналогичен американской системе навигации NAVSTAR "GPS". Основное отличие от системы "GPS" в том, что спутники системы "ГЛОНАСС" в своём орбитальном движении не имеют синхронности с вращением Земли, что обеспечивает им большую стабильность. Таким образом, группировка КА системы "ГЛОНАСС" не требует дополнительных корректировок в течение всего срока активного существования. Тем не менее, срок службы спутников системы "ГЛОНАСС" заметно короче [4].
В настоящее время развитием проекта системы "ГЛОНАСС" занимается "Роскосмос" и ОАО «Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем». Для обеспечения коммерциализации и массового внедрения технологий системы "ГЛОНАСС" в России и за рубежом. Области внедрения системы "ГЛОНАСС" представлены на рисунке 1.2.
Рисунок 1.2 – Области внедрения системы "ГЛОНАСС" [5]
Постановлением Правительства РФ в июле 2009 года был создан «Федеральный сетевой оператор в сфере навигационной деятельности», функции которого были возложены на ОАО «Навигационно-информационные системы». В 2012 году федеральным сетевым оператором в сфере навигационной деятельности определено Некоммерческое Партнёрство «Содействие развитию и использованию навигационных технологий».
Характеристики
Тип файла документ
Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.
Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.
Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.














