Совершенствование систем координат используемых в глобальных спутниковых навигационных системах

РЕФЕРАТ 5
РЭФЕРАТ 6
ABSTRACT 7
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ 8
ВВЕДЕНИЕ 11
1.GPS КАК ОДИН ИЗ ОСНОВНЫХ ВИДОВ ГНСС, СИСТЕМА КООРДИНАТ ИСПОЛЬЗУЕМАЯ В GPS. 13
1.1.История создания GPS 13
1.2.Модернизация и услуги предоставляемые GPS 14
1.3.Космический сегмент GPS. Наземный комплекс управления GPS 15
1.4.Система координат используемая в GPS. 17
1.5.Национальная система координат США - NSRS 19
2.РОССИЙСКАЯ СИСТЕМА ГЛОНАСС.СИСТЕМАКООРДИНАТ, ИСПОЛЬЗУЕМАЯ В ГЛОНАСС. 21
2.1.ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ ГЛОНАСС 21
2.2.Структура ГЛОНАСС, космический комплекс системы ГЛОНАСС 21
2.3.Наземный комплекс управления ГЛОНАСС 24
2.4.Интерфейс между подсистемой космических аппаратов и навигационной аппаратурой потребителей 24
2.5Шкалы времени системы ГЛОНАСС 26
2.6.Геодезическая основа системы ГЛОНАСС 28
2.7.Национальная система координат России – ГСК-2011 30
3.BEIDOU, СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ. СИСТЕМА КООРДИНАТ И ВРЕМЕНИ, ИСПОЛЬЗУЕМАЯ В BEIDOU. 34
3.1.История создания BEIDOU 34
3.2.Архитектура созвездия BDS, система координат и времени BDS. 35
4.ГЛОБАЛЬНАЯ СПУТНИКОВАЯ НАВИГАЦИОННАЯ СИСТЕМА ГАЛИЛЕО, СИСТЕМА КООРДИНАТ, ИСПОЛЬЗУЕМАЯ В ГАЛИЛЕО. 37
4.1.История создания ГАЛИЛЕО 37
4.2.Услуги предоставляемые ГНСС ГАЛИЛЕО 37
4.3.Система координат и времени используемая в ГАЛИЛЕО 38
4.4.Наземный комплекс управления ГАЛИЛЕО 39
5.СУЩЕСТВУЮЩИЕ СИСТЕМЫ КООРДИНАТ, СИСТЕМЫ КООРДИНАТ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ГНСС. 41
5.1.Классификация систем координат 41
5.1.2.Звездные и небесные системы координат, общие сведения об этих системах координат 43
5.1.3.Звездные (небесные) системы координат 44
5.1.4.Земные системы координат 47
5.2.Геодезические системы координат 49
5.2.1.Общеземная система координат 51
5.2.2.Топоцентрическая система координат 53
5.2.3.Система координат в геодезической проекции 54
5.3.Глобальные (общеземные) системы координат 56
5.3.1Общеземная система координат WGS 84 58
5.3.2.Общеземная система координат ПЗ-90 61
5.3.3.Международная земная система координат (отсчета) ITRS 63
5.4.Континентальные системы координат 65
6.МЕТОДЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ И ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИСТЕМ КООРДИНАТ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ГНСС 68
6.1.Перспективы развития составных частей системы ГЛОНАСС 68
6.2.Совершенствование ГНССGPS и ее систем координат 70
6.3.Совершенствования ГНСС Галилео и ее систем координат 71
7.ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ 76
7.1Экономическое обоснование использования траекторий захода на посадку по автономным приборам по RNAV GPS 76
7.1.1.Расчет полета при использовании полного захода на посадку LNAV (GPS NPA) 77
7.1.2Расчет полета при использовании сокращенного захода на посадку по LNAV + V 78
7.2Расчет оптимизации расходов авиакомпаний на топливо 79
Заключение 80
8.ОХРАНА ТРУДА 81
8.1.Вредные и опасные производственные факторы 81
8.2.Определение оптимальных условий труда 82
8.3.Рекомендации по освещенности 84
8.4.Рекомендации по микроклимату 85
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 87
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 88
ПРИЛОЖЕНИЕ А 90
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 91
ПРИЛОЖЕНИЕ В 92

Весь текст будет доступен после покупки

В настоящее время в мире всё активнее используются Глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС) ГЛОНАСС и GPS. Эти системы применяются в самых различных областях человеческой деятельности, начиная от приложений для решения важных научных задач до сферы развлечения и потребительских услуг.
Этой теме посвящено огромное количество литературы как зарубежных, так и российских авторов, в которой подробно рассмотрены структура, принципы функционирования и области применения классических ГНСС. Но не стоит забывать о том, что до появления этих систем радионавигация прошла долгий путь своего развития и о перспективах и проблемах, которые видятся в ближайшем будущем.
Наряду с глобальными спутниковыми системами, в последнее время стали развиваться региональные спутниковые системы, охватывающие навигационным полем некоторые локальные регионы Земли. Примером таких систем являются японская квазизенитная система QZSS и индийская IRNSS.
Цель данной дипломной работы заключается в изучении и совершенствовании систем координат, используемых в глобальных навигационных спутниковых системах (ГНСС). Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
Изучение существующих ГНСС и их систем координат. В данной дипломной работе проводится детальное описание основных глобальных навигационных спутниковых систем, таких как GPS (Глобальная система позиционирования), ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система), Galileo (Европейская навигационная спутниковая система) и Beidou (Китайская навигационная спутниковая система). Также проводится анализ используемых систем координат в каждой из этих систем.

Весь текст будет доступен после покупки

GPS КАК ОДИН ИЗ ОСНОВНЫХ ВИДОВ ГНСС, СИСТЕМА КООРДИНАТ ИСПОЛЬЗУЕМАЯ В GPS


1.1 История создания GPS


Согласно учебному пособию «Глобальные навигационные спутниковые системы», история создания Global Positioning System (GPS) ведёт своё начало с 1973 г., когда Управление совместных программ, входящее в состав Центра космических и ракетных исследований США, получило указание Министерства обороны США разработать, испытать и развернуть навигационную систему космического базирования. Результатом данной работы стала система, получившая первоначальное название NAVSTAR (NAVigation System with Time And Ranging), из которого прямо следовало, что система предназначена для решения двух главных задач навигации, т. е. определения мгновенного положения и скорости потребителей, и синхронизации шкал времени. Поскольку инициатором создания GPS являлось Министерство обороны США, то в качестве первоочередных задач предусматривалось решение задач обороны и национальной безопасности. Отсюда ещё одно раннее название системы – оборонительная система спутниковой навигации (Defense Navigation Satellite System – DNSS) [1].
Разработка концепции построения и архитектуры GPS заняла примерно 5 лет, и уже в 1974 году фирма «Rockwell» получила заказ на изготовление первых восьми космических аппаратов (КА) Block I для создания демонстрационной системы. Первый КА был запущен 22 февраля 1978 года, и в том же году Rockwell получила контракт на создание ещё четырёх КА.
Первоначально предполагалось, что орбитальная группировка GPS будет насчитывать 24 КА в трёх орбитальных плоскостях высотой 20200 км и наклонением 63°. К моменту начала серийного производства в 1989 году космических аппаратов модификации Block II было принято решение об изменении параметров орбиты GPS, в частности, наклонение было изменено на 55°, а количество орбитальных плоскостей увеличено до 6. Выделяют два важных этапа развёртывания системы GPS – фазу первоначальной работоспособности (IOC) и фазу полной работоспособности (FOC). Этап IOC начался в 1993 году, когда в составе орбитальной группировки насчитывалось 24 КА различных модификаций (Block I/ II/IIA), готовых к использованию по целевому назначению.
Начиная с 1993 г. GPS обеспечила для гражданской авиации ряд выгод в отношении безопасности и эффективности полетов, что привело к широкому признанию предоставляемых GNSS видов обслуживания среди эксплуатантов воздушных судов, государственных органов регулирования и поставщиков АНО. Многие страны начали реорганизацию воздушного пространства для повышения эффективности его использования посредством применения PBN, ADS-B и ADS-C, а также разработали схемы заходов на посадку, повышающие безопасность и улучшающие доступ к аэропортам. Наличие нескольких созвездий, передающих сигналы на многих частотах, сделают GNSS более надежной в эксплуатации и позволят расширить рамки обслуживания с повышением получаемых выгод после 2020 г. по мере поступления систем и бортового оборудования. До этого времени поставщики АНО могут взаимодействовать с эксплуатантами воздушных судов для расширения обслуживания с применением GNSS и повышения получаемых выгод, одновременно планируя использование видов обслуживания, предоставляемых следующим поколением систем.

Весь текст будет доступен после покупки

1. А.О. Куприянов «Глобальные навигационные спутниковые системы»: Учебное пособие. – М: МИИГАиК, 2017. – 76 с – Режим доступа: https://www.miigaik.ru/upload/iblock/38c/38c545964b4b1365e6a80c46b3a00f57.pdf - Дата доступа: 26.04.2024.
2. GPS: Глобальная система позиционирования (The Global Positioning System). –Режим доступа: https://www.gps.gov/. – Дата доступа: 26.06.2024.
3. Демьянов Г. В. «Геодезические системы координат, современное состояние и основные направления развития» // Геодезия и картография. - 2008. - № 9. - С. 17- 20. – Режим доступа https://geocartography.ru/archive/2008-september – Дата доступа: 26.04.2024.
4. Doc ICAO 9849 «Руководство по глобальной навигационной спутниковой системе» (GNSS), третье издание, Утверждено Генеральным секретарем ИКАО, 2017 г., - Монреаль. - [Электронный ресурс]. / Режим Доступа: https://standart.aero/en/icao/book/документ-9849-руководство-по-глобальной-спутниковой-навигационной-системе-gnss-ру-конс – Дата доступа: 26.04.2024.
5. В.И. Дударева «Классификация систем координат, применяемых в космической геодезии» УДК 629.783:528.236 СГГА, Новосибирск, 2010 г. [Электронный ресурс]. / Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/klassifikatsiya-sistem-koordinat-primenyaemyh-v-kosmicheskoy-geodezii –Дата доступа: 26.04.2024.
6. Г.Г. Побединский Системы координат в геодезии и их связи// «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет» [Электронный ресурс], 2023г. Нижний Новгород. – Режим доступа: https://bibl.nngasu.ru/electronicresources/uch-metod/geodesy/877484.pdf – Дата доступа: 26.04.2024.
7. Строительные нормы Республики Беларусь СНБ 2.04.05-98: Рекомендуемые источники света для производственных помещений. – Режим доступа: https://belgut.ru/snb/36-snb-20405-98-estestvennoe-i-iskusstvennoe-osveschenie.html#google_vignette – Дата доступа: 26.04.2024.
8. Побединский Г. Г., Кафтан В. И. Системы координат глобальные, континентальные, региональные, национальные: состояние, проблемы, перспективы. // Международный научно-технический и производственный журнал «Науки о Земле». – 2020. - № 3. – с. 4 - 59. ISSN: 2223-0831. -EDNEDYLIZ. –Режим доступа http://geosci.ru/www/wp-content/uploads/2023/03/GeoScience-2020-03.pdf – Дата доступа: 26.04.2024..

Весь текст будет доступен после покупки