Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Методическое пособие 50

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
30.04.2022
Размер:
314.43 Кб
Скачать

ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»

Кафедра систем информационной безопасности

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к самостоятельным работам по дисциплинам «Системы позиционирования подвижных объектов», «Основы теории радионавигационных

систем и комплексов» для студентов специальностей

090302 «Информационная безопасность телекоммуникационных систем»,

210601 «Радиоэлектронные системы и комплексы» очной формы обучения

Воронеж 2015

Составитель канд. техн. наук Е. А. Москалева

УДК 004.05

Методические указания к самостоятельным работам по дисциплинам «Системы позиционирования подвижных объектов», «Основы теории радионавигационных систем и комплексов» для студентов специальностей 090302 «Информационная безопасность телекоммуникационных систем», 210601 «Радиоэлектронные системы и комплексы» очной формы обучения / ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»; сост. Е. А. Москалева. Воронеж, 2015. 16 с.

Методические указания к самостоятельным работам содержат указания и рекомендации, направленные на углубленное изучение систем позиционирования подвижных объектов, а также радионавигационных систем и комплексов.

Методические указания подготовлены в электронном виде в текстовом редакторе MW-2013 и содержатся в файле Москалева_СР_ГЛОНАСС.pdf.

Табл. 1. Библиогр.: 5 назв.

Рецензент д-р техн. наук, проф. А. Г. Остапенко

Ответственный за выпуск зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. А. Г. Остапенко

Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета

© ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2015

ВВЕДЕНИЕ

Глобальные системы спутникового позиционирования все чаще применяются для определения местоположения в системах мониторинга транспорта, использующих специальное терминальное оборудование. Развитие и распространение современных систем спутникового мониторинга тесно связано с повышением точности и достоверности принимаемых навигационных данных. Точность позиционирования зависит от ряда факторов, в том числе ошибки оборудования навигационных спутников, ошибки GPS/ГЛОНАСС приемника и ошибки распространения спутникового сигнала. В общем случае, точность позиционирования для бытового GPS/ГЛОНАСС приемника составляет порядка 15 метров. Источниками ошибок могут быть следующие причины:

недостаточное количество видимых спутников,

неточность эфемерид и ошибки спутниковых

часов,

помехи отраженного сигнала на антенну спутникового приемника,

помехи, связанные с изменение условий приема сигналов со спутников (проезд по туннелю, плотно застроенной территории, лесистой местности),

задержка по времени в аппаратуре приемника,

проблемы, связанные с питанием навигационного устройства (например, обесточивание терминала или сильные помехи от электросети на аппаратуру терминала),

ионосферная задержка,

тропосферная задержка.

Целью дисциплин является изучение фундаментальных основ систем навигации, принципов построения современных локальных и глобальных систем позиционирования, средств, методов и алгоритмов получения и обработки навигационной

информации в комплексах ориентации и навигации подвижных объектов.

Задачи дисциплин – дать студентам подробные сведения о структуре и технических характеристиках комплексов ориентации и навигации, типах и особенностях функционирования навигационных датчиков, принципах инерциальной, спутниковой и радионавигации ближнего и дальнего радиуса действия.

2

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

Целью самостоятельной работы студентов (СРС) является овладение фундаментальными знаниями, профессиональными умениями и навыками деятельности по профилю, опытом творческой, исследовательской деятельности. Самостоятельная работа студентов способствует развитию самостоятельности, ответственности и организованности, творческого подхода к решению проблем учебного и профессионального уровня.

Задачами СРС являются:

систематизация и закрепление полученных теоретических знаний и практических умений студентов;

углубление и расширение теоретических знаний;

формирование умений использовать нормативную, правовую, справочную документацию и специальную литературу;

развитие познавательных способностей и активности студентов: творческой инициативы, самостоятельности, ответственности и организованности;

формирование самостоятельности мышления, способностей к саморазвитию, самосовершенствованию и самореализации;

развитие исследовательских умений;

использование материала, собранного и полученного в ходе самостоятельных занятий на семинарах, на практических занятиях, для эффективной подготовки к экзамену.

3

2. ВИДЫ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

Выделяется два вида самостоятельной работы – аудиторная, под руководством преподавателя, и внеаудиторная. Тесная взаимосвязь этих видов работ предусматривает дифференциацию и эффективность результатов ее выполнения и зависит от организации, содержания, логики учебного процесса (межпредметных связей, перспективных знаний и др.):

аудиторная самостоятельная работа по дисциплине выполняется на учебных занятиях под непосредственным руководством преподавателя и по его заданию.

внеаудиторная самостоятельная работа выполняется студентом по заданию преподавателя, но без его непосредственного участия.

Основными видами самостоятельной работы студентов без участия преподавателей являются:

формирование и усвоение содержания конспекта лекций на базе рекомендованной учебной литературы, включая информационные образовательные ресурсы (электронные учебники, электронные библиотеки и др.);

подготовка к семинарам и практическим работам, их оформление;

работа с учебно-методической литературой;

оформление конспектов лекций;

подготовка к курсовому проектированию;

подготовка к экзамену.

4

3. ТЕМАТИКА САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

Распределение видов самостоятельной работы и формы отчетности

Наименование

Содержание СРС

Виды

разделов и тем

контроля

 

Раздел 1

Аппаратная реализация

Проверка

инерциальных систем

Общие сведения об

домашнего

навигации в

инерциальной

задания,

интегральных

навигации

конспекта

микросхемах

 

 

Раздел 2

 

 

Состав и

 

 

конфигурация

Комплексы ориентации

Проверка

комплексов

и навигации одноосной

домашнего

ориентации и

колесной транспортной

задания,

навигации

платформы

реферат

различных типов

 

 

 

подвижных

 

 

объектов

 

 

Раздел 3

 

Проверка

Общие принципы

 

Алгоритмы вторичной

домашнего

функционирования

обработки сигналов и

задания,

спутниковой

извлечения информации

конспекта

навигационной

 

 

системы

 

 

 

 

Проверка

 

 

домашнего

Раздел 4

Факторы, влияющие на

задания,

допуск к

Глобальные сети

глобальную сеть.

выполнению

 

 

 

 

лабораторной

 

 

работы

5

Раздел 5

 

Проверка

Система

Дифференциальная

домашнего

глобального

подсистема

задания,

позиционирования

 

конспекта

ГЛОНАСС, Россия

 

 

Раздел 6

 

Проверка

Система

 

Основные системные

домашнего

глобального

различия GPS

задания,

позиционирования

NAVSTAR и ГЛОНАСС

реферат

GPS NAVSTAR,

 

 

США

 

 

Раздел 7

Алгоритмы комплекса

 

Алгоритмическое

 

ориентации и навигации

Проверка

обеспечение

автоматического

домашнего

комплексов

необитаемого

задания,

ориентации и

подводного аппарата с

конспекта

навигации для

применением

 

некоторых

 

акустических систем

 

прикладных задач

 

 

 

Раздел 8

Назначение, технические

 

Современные

Проверка

характеристики и

наземные

домашнего

принцип работы

радионавигационны

задания,

радионавигационных

е системы ближнего

реферат

систем ЦИКАДА,

и дальнего радиуса

 

ТРАНЗИТ

 

действия

 

 

 

6

3.1.Методические указания к темам

иконтрольные вопросы

Методические указания к разделу 1 Различают общую и частную задачи навигации. Общей

задачей навигации является обеспечение перемещения летательного аппарата в заданную точку по заданной траектории за определенное время и с необходимой точностью. Решение этой задачи осуществляется с помощью пилотажнонавигационных комплексов. Частной задачей навигации является вычисление текущих координат местоположения летательного аппарата. Эта задача решается навигационными устройствами и системами, то есть координаты проекции его центра масс на поверхность Земли.

Вопросы для самопроверки к разделу 1

1.Алгоритмы инерциальных систем навигации.

2.Общая задача навигации.

3.Частная задача навигации.

4.Системы координат, связь между ними.

5.Управляющие элементы инерциальных систем.

6.Аппаратная реализация инерциальных систем навигации в интегральных микросхемах.

7.Ускорение и его представление в различных системах координат.

8.Общие сведения об инерциальной навигации.

Методические указания к разделу 2 Традиционное решение задач ориентации и навигации

воздушных объектов основано на комплексировании инерциальных средств и радионавигационных спутниковых измерений. Для ряда задач использование спутниковых данных нельзя считать полностью автономным, а работа инерциальных средств без коррекции не удовлетворяет требованиям по точности. Для построения полностью автономных

7

высокоточных навигационных систем авиационного применения совместно с традиционными средствами используют астрокорректоры, предназначенные для измерения направлений на естественные астроориентиры (звезды или Солнце). Современные аналоги астроинерциальных систем представляют собой узкопольные оптические (инфракрасные) инструменты, оснащенные механическим приводом, обеспечивающим наведение и удержание наиболее ярких звезд в поле зрения астрокорректора.

Вопросы для самопроверки к разделу 2

1.КОН автономного подводного аппарата с использованием акустических систем.

2.КОН одноосной колесной транспортной

платформы.

3.Алгоритм обработки КОН.

4.Современные проблемы ориентации и навигации космических аппаратов.

5.Бортовой КОН авиационного применения.

6.КОН воздушно-космического самолета.

7.Обобщенное представление о КОН.

8.Состав и конфигурация КОН.

Методические указания к разделу 3 Принцип работы спутниковых систем навигации

основан на измерении расстояния от антенны на объекте (координаты которого необходимо получить) до спутников, положение которых известно с большой точностью. Таблица положений всех спутников называется альманахом, которым должен располагать любой спутниковый приёмник до начала измерений. Обычно приёмник сохраняет альманах в памяти со времени последнего выключения и если он не устарел — мгновенно использует его. Каждый спутник передаёт в своём сигнале весь альманах. Таким образом, зная расстояния до нескольких спутников системы, с помощью обычных

8