- •1. Отличие фазового и кодового gps-приёмников.
- •2. Формат rinex. Назначение. Общее описание.
- •3. Сегмент управления системы gps
- •2.1. Спутниковый сегмент
- •2.2. Сегмент управления и контроля
- •2.3. Сегмент пользователя
- •4. Протокол nmea. Назначение. Передача сообщений через com порт.
- •5. Векторные и растровые форматы.
- •6. Простейший растровый формат bil (raw)
- •7. Элементы орбиты навигационного спутника. Движение навигационного спутника по орбите
- •Алгоритм расчета эфемерид навигационного спутника gps
- •8.Сигналы систем gps и глонасс. Сходства и отличия. Характеристики дальномерных кодов.
- •Сетевая радионавигационная спутниковая система gps
- •Состав и структура навигационных сообщений спутников системы Глонасс
- •Структура навигационных радиосигналов системы gps
- •Состав и структура навигационных сообщений спутников системы gps
- •Алгоритмы приема и измерения параметров спутниковых радионавигационных сигналов
- •Определение координат потребителя
- •Дифференциальный режим
- •Развитие спутниковой навигации
- •9. Состав системы gps. Деление на сегменты. Назначение сегментов.
- •10. Навигационное сообщение. Альманах. Эфемериды.
- •11. Состав комплекта оборудования для геодезического gps-приёмника.
- •12. Принцип дифференциальной коррекции
- •1 Дифференциальная коррекция в реальном времени
- •2 Дифференциальная коррекция в постобработке
- •16. Роль заголовка в современных форматах.
- •19. Точность кодовых и фазовых наблюдений
- •1. Постобработка
- •2. Многозначность, разности фазовых измерений
- •3. Разрешение многозначности
- •22. Соединительные кабели, применяемые в комплекте аппаратуры gps- приёмника.
- •24. Орбитальное построение системы глонасс
- •25.Параметры, характеризующие ориентацию орбиты в пространстве. 26.Параметры, характеризующие форму и «размер» орбиты. Ответ в вопросе 7 на оба 27. Принцип действия транспортного gps-приёмника.
- •30. «Отсчетная точка» gps-приёмника.
- •32. Традиционные наземные методы получения координатной информации.
- •33. Принцип действия радиопеленгатора.
- •34. Наземные радионавигационные системы. Государственный стандарт союза сср
- •35.Спутниковые системы радионавигации на средних орбитах. ?????
- •36.Спутниковые системы радионавигации на высоких орбитах gps, глонасс, Галилео, egnos.
9. Состав системы gps. Деление на сегменты. Назначение сегментов.
Смотри ответ на вопрос 3.
10. Навигационное сообщение. Альманах. Эфемериды.
Навигационное сообщение. Спутники ГСП передают в приемники навигационные сообщения, которые несут телеметрические данные, информацию о времени, метки времени, так называемые эфемериды и альманах. По меткам времени на Земле сверяются временные шкалы спутников с государственными эталонами, и соответствующие поправки дважды в сутки закладываются на борт каждого спутника. По меткам времени синхронизируются измерения и в приемниках пользователей. Эфемериды — данные, содержащие информацию, позволяющую определить с высокой точностью текущие координаты конкретного спутника. Альманах — сборник менее точных данных обо всех спутниках — содержит сведения об их местоположении, времени восхода и захода, высотах над горизонтом и азимутах направлений на них. Альманах нужен для планирования измерений. Точные сведения, касающиеся конкретного спутника, передаются только этим спутником. Информация альманаха транслируется всеми спутниками. Навигационное сообщение передается на несущих волнах L1 и L2. Структура распределения данных в навигационных сообщениях различна в GPS и в ГЛОНАСС. Так, в GPS метки времени повторяются каждые 6 с, все сообщение длится 12,5 мин, а в ГЛОНАСС — метки времени следуют каждые 2 с, все сообщение — 2,5 мин.
Расчеты эфемерид смотри в вопросе 7
11. Состав комплекта оборудования для геодезического gps-приёмника.
GPS-приёмник — радиоприёмное устройство для определения географических координат текущего местоположения антенны приёмника, на основе данных о временных задержках прихода радиосигналов, излучаемых спутниками группы NAVSTAR. В России с развитием системы ГЛОНАСС начался серийный выпуск ГЛОНАСС-приёмников рядом конструкторских бюро и организаций.
Максимальная точность измерения составляет 3—5 м, а при наличии корректирующего сигнала от наземной станции — до 1 мм (обычно 5—10 мм) на 1 км расстояния между станциями (дифференциальный метод). Точность коммерческих GPS-навигаторов составляет от 150 метров (у старых моделей при плохой видимости спутников) до 3 метров (у новых моделей на открытом месте). Кроме того, при использовании систем SBAS и местных систем передачи поправок точность может быть повышена до 1—2 метров по горизонтали. До 1 мая 2000 года точность искусственно занижалась путем внесения в передаваемые спутником данные помех
Классификация
Устройства, использующие в своей работе сигнал со спутников GPS, можно разделить на профессиональные, обладающие высокой точностью определения местоположения и бытовые. Первые в основном используются в военных целях, для геодезии и картографии, а вторые получили широкое применение в различных сферах современной жизни.
Профессиональное GPS оборудование отличается качеством изготовления компонентов (особенно антенн), используемым программным обеспечением (ПО), поддерживаемыми режимами работы (например RTK, binary data output), рабочими частотами (L1 + L2), алгоритмами подавления интерференционных зависимостей, солнечной активности (влияние ионосферы), поддерживаемыми системами навигации (напримерNAVSTAR GPS, ГЛОНАСС, Galileo, Beidou), увеличенным запасом электропитания и разумеется, ценой.
Основа любого GPS-приемника – это чипсет, на котором он работает. Долгое время все приёмники выпускались с 12-канальными чипсетами. Кроме того, что 12 каналов не достаточно для быстрого «Холодного старта» - первоначального определения своего местоположения, такие приёмники нуждались в открытом небе, т.к. работали только с прямой видимостью спутников (минимум 3; чем больше, тем точнее). На сегодняшний день все подобные приёмники считаются устаревшими и сняты с производства.
GPS приёмники для широкого круга пользователей можно классифицировать следующим образом:
-
портативные устройства – автомобильные (отдельное портативное устройство или встроенное в транспортное средство в качестве бортового компьютера (онбордера)), туристические, спортивные;
-
встроенные как функциональный узел в другие устройства – в КПК, ноутбук или мобильный телефон;
-
GPS-трекеры, GPS-логгеры, которые ведут запись и передачу координат на серверный центр и используются для спутникового мониторинга автомобилей, людей, других объектов.
Первые имеют собственный процессор для выполнения навигационных функций, а вторые, даже будучи оснащёнными собственными GPS чипсетами, используют для своей работы навигационные приложения, предназначенные для конкретной операционной системы основного устройства. Как правило GPS-трекеры и GPS-логгеры не оснащаются собственными дисплеями для отображения информации, и служат исключительно для сбора, передачи и хранения данных, которые впоследствии могут быть обработаны и использованы в самых разных целях, например для спутникового мониторинга автомобилей.
[править]GPS-навигаторы
Основная статья: GPS-навигатор
Подавляющее большинство автомобильных и портативных GPS-навигаторов представляют собой устройство (англ. Shuttle Missions), в котором присутствуют несколько важных компонентов, от которых во многом зависит точность и качество работы прибора:
-
GPS чипсет — процессор, самая важная часть любого навигатора.
-
GPS-антенна
-
Дисплей
-
Память Оперативная, BIOS и Flash-память
-
Операционная система
-
Навигационная программа
Современные автомобильные навигаторы способны прокладывать маршрут с учётом организации дорожного движения и осуществлять адресныйпоиск. Они могут обладать обширной базой объектов инфраструктуры, которая служит для быстрого поиска пунктов общественного питания,автозаправочных станций, мест для стоянок и отдыха. Некоторые модели способны принимать и учитывать при прокладке маршрута информацию о ситуации на дорогах, по возможности избегая серьёзных транспортных заторов. Данные о пробках могут быть получены навигатором посредством мобильной связи, по GPRS протоколу или из радио эфира по каналам RDS диапазона FM.
Портативные туристические навигаторы предназначены для туризма (водного, горного, пешего) и активного отдыха. Как правило такие навигаторы имеют водонепроницаемый корпус по стандарту (IPX7), способны работать и принимать спутниковый сигнал в самых сложных условиях густоголеса и горной местности. Они подразумевают возможность использования специальных топографических карт местности. Кроме того, некоторые модели оснащаются дополнительными возможностями, которые могут пригодиться в дальнем походе, среди которых магнитный компас ибарометрический высотомер.
GPS-трекеры
Основная статья: GPS-трекер
Отличительной особенностью GPS-трекеров можно считать GPS-приёмник, совмещённый с системой электропитания и набором программных интерфейсов, которые не выполняют самостоятельных расчётов и предназначены для регистрации спутниковых сигналов и передачи результатов измерения в устройство обработки, например компьютер или серверный центр. По способу подключения такие приёмники бывают беспроводныеGPRS, SMS, спутниковые, (BlueTooth[4], Wi-Fi[5], и проводные (USB[5], RS-232[5], PS/2[6])[7]. В связи с удешевлением GPRS трафика проводные и Bluetooth трекеры используются всё реже.
Пользовательские приёмники
Помимо собственно широты, долготы и высоты современный GPS-приёмник способен сообщить:
-
точное время (некоторые приёмники имеют выход PPS);
-
ориентацию по сторонам света (в моделях без встроенного компаса — только направление скорости при движении);
-
высоту над уровнем моря (при условии приёма сигнала более четырёх спутников или при наличии встроенного баровысотомера);
-
направление на точку с координатами, заданными пользователем;
-
текущую скорость, пройденное расстояние, среднюю скорость;
-
данные с информацией о состоянии дороги — пробки, дорожные работы и т. д. (в моделях, оснащённых TMC-приёмником и при наличии службыКанал автодорожных сообщений);
-
текущее положение на электронной карте местности (модели, оснащённые картами);
-
текущее положение относительно трека (маршрута).
Информация о пути перемещения (трек) может быть скопирована в файл, а затем передана (в частности, через Интернет) другим пользователям GPS, желающим двигаться тем же маршрутом.(подробнее...)
При использовании GPS-приставки информация может быть выведена на КПК, сотовый телефон или компьютер, к которому подключена эта приставка с помощью навигационного программного обеспечения. Физически соединение, как правило, осуществляется через последовательный порт (RS-232, USB, Bluetooth). Для связи GPS-приёмника с компьютером может использоваться двоичный (текстовый) протокол производителя приёмника (Garmin, Magellan и другие), либо производителя GPS-чипсета (Magellan, Sirf, Trimble и другие), при этом абсолютное большинство GPS-приёмников поддерживают обмен информацией с помощью текстового протокола NMEA.