16. Роль заголовка в современных форматах.

Смотри 5 вопрос И из его лекций:

В заголовке описаны параметры.

И всё. >_>

17. Физические факторы, влияющие на точность GPS-измерений. Факторы, оказывающие влияние на точность GPS-измерений: 1. Влияние ионосферы 2. Влияние тропосферы 3. Многолучевость распространения навигационного сигнала 4. Неточное знание координат спутников 5. "Шумы" аппаратуры На точность обработки GPS-измерений также влияет количество видимых спутников и время накопления измерений.

18. Система счёта времени GPS. СРНС GPS и ГЛОНАСС функционируют в собственных системах времени, основанных на атомном времени. Начало отсчета временной шкалы привязывается к моменту инициализации системы.

Например, отсчет времени системы GPS (время GPS – GPST) начинается с 0 часов 6 января 1980 г. и на 19 с меньше времени TAI. Для системы GPS имеются следующие специальные единицы:

GPS-неделя – количество недель, прошедшее с момента инициализации системы; отсчет GPS-недели начинается от полночи с субботы на воскресенье;

GPS-день – номер дня в пределах GPS-недели, отсчитываемый от 0 до 6;

GPS-секунда – количество секунд в пределах GPS-недели.

19. Точность кодовых и фазовых наблюдений

Кодовые наблюдения реализуются в самых простых по конструкции GPS-приемниках. Из принятого со спутника сигнала частоты L1 выделяется C/A-код (тогда приемник называется одночастотным) или из частотных сигналов L1 и L2 выделяется P-код (двухчастотный приемник). Производится сравнение соответствующего кода с эталонным кодом, который генерирует сам приемник. Точность определения координат при этом составляет:

• для одночастотного (L1) приемника - 100м;

• для двухчастотного (L1, L2) приемника - 16м.

Значения точностей приведены для неблагоприятного режима измерений, когда включен режим “ограниченного доступа” SA.

Фазовые наблюдения выполняются для повышения точности измерений. В этом случае при сравнении принятого со спутника сигнала и его эталона, генерируемого в приемнике, учитывается не только код, но и фаза несущей частоты (L1 или L2). Поскольку период несущей частоты в сотни (для P-кода) и тысячи (для C/A-кода) раз меньше периодов кодовых последовательностей, точность процедуры сравнения значительно повышается, а, следовательно, возрастает точность измерения координат. Однако в этом случае возникает проблема целочисленной фазовой неоднозначности, поскольку отсутствует информация о количестве целых периодов информационного сигнала, укладывающихся на пути ИСЗ - приемник. Непосредственно можно измерить только дробную часть фазовой задержки сигнала (в пределах одного периода).

20. Двоичные и символьные протоколы передачи данных ПРОТОКОЛЫ ВЫДАЧИ НАВИГАЦИОННОЙ ИНФОРМАЦИИ

Приемники обеспечивают два способа обмена навигационной информацией: символьный протокол NMEA 0183 v.3.01 и собственный бинарный протокол обмена. Данные в обоих протоколах выдаются приемником одновременно, но каждый - по своему каналу. По умолчанию, по каналу №0 выдаются данные бинарного протокола, по каналу №1 - NMEA. Используя соответствующую команду бинарного протокола, можно переприсвоить информационные протоколы другим коммуникационным каналам, то есть бинарный протокол будет выдаваться по каналу №1, а NMEA - по каналу №0. По каналу USB могут передаваться данные только одного из протоколов.

Протокол NMEA (National Marine Electronics Association) - полное название «NMEA 0183» - символьный протокол связи навигационного оборудования между собой. Используется почти во всех GPS-приемниках ввиду своей простоты. Поскольку приемник имеет последовательный интерфейс RS-232, то «общаться» с ним можно, подключив его, например, к IBM PC-совместимому компьютеру (согласовав, естественно, уровни сигналов, скорость передачи и формат посылки). Поскольку формат данных символьный, то просматривать и «дешифрировать» сообщения пользователь может (при некотором навыке), используя какую-либо терминальную программу (в простейшем случае программу «HyperTerminal», входящую в состав ОС Windows), не разрабатывая специального программного обеспечения.

Протокол NMEA не предусматривает посылку запросов в приемник. Приемник автоматически генерирует определенный набор сообщений, предусмотренный встроенным программным обеспечением. Формат пакетов приемника ГеоС-1 и их подробное описание приведены в документе «ГеоС-1. Руководство по эксплуатации.

Собственный бинарный протокол. Как правило, производитель навигационных приемников в дополнение к протоколу NMEA предлагает собственный протокол, обеспечивающий:

• Возможность настройки режимов работы приемника;

• Получение расширенной навигационной (по сравнению с NMEA) информации;

• Получение информации в ответ на запросы, посылаемые в приемник.

Формат передачи, как уже отмечалось, бинарный (то есть, двоичный) - значение конкретного параметра передается не в ASCI-кодах, а виде двоичного числа; форматы в терминах языка C (byte, short, int, float, double и другие), выбираемого в зависимости от разрядности и способа представления данных. Таким образом, просмотр сообщений на компьютере возможен, но простейшие терминальные программы непригодны - для «дешифрации» необходимо использовать специальные программы.

Дополнительная информация может включать в себя сообщения об альманахах, эфемеридах, измерительную информацию от спутников, данные о положении как в географических (широта, долгота, высота), так и в геоцентрических (расстояния X, Y, Z от центра геоида) координатах. Возможны тонкие настройки приемника (например, выключение и включение конкретного спутника из расчета положения) и другие функции.

В общем случае протокол содержит ряд пакетов беззапросных сообщений (то есть, сообщений, отсылаемых приемником автоматически по мере их формирования), пакеты установок, запросов и команд, принимаемых приемником от контроллера и ответы на установки, запросы и команды, которые отсылаются приемником в контроллер.

21. Основные этапы обработки фазовых наблюдений. ОБРАБОТКА СПУТНИКОВЫХ ФАЗОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

Обработка геодезических измерений - это этап работы, следующий за выполнением измерений. Результатом обработки является готовая продукция: каталог координат пунктов геодезической сети, цифровая карта, геоинформационная система региона или объекта. Здесь сделаем акцент на создании каталога координат. Это - важная задача; от того, насколько эффективно она решена, зависит возможность решения всех последующих задач. В GPS процедура обработки компьютеризована. Программное обеспечение «скрывает» некоторые процедуры от пользователя. Вместе с тем активное вмешательство пользователя в процедуру обработки необходимо.

При обработке геодезических измерений используют коррелатный и параметрический методы. В GPS используют параметрический метод. При этом подходе прежде всего необходимо составить уравнение, связывающее измеряемую величину с определяемыми параметрами. В спутниковой геодезии  измеряемые величины и определяемые параметры связаны основным соотношением, иллюстрируемым рисунком.

Будучи записанным в векторном виде, это соотношение имеет вид (4):

В этом выражении R - геоцентрический вектор пункта Р; ρ - топоцентрический вектор спутникаS; r - геоцентрический вектор спутника. Геоцентрический вектор спутника получают из его эфемерид. Геоцентрический вектор пункта является тем, что необходимо получить, работая в навигационном режиме. При выполнении геодезических измерений получают разность геоцентрических векторов пунктов. Будучи по геометрической сути системой дальномерной, GPS позволяет из измерений получать длину вектора ρ, то есть его модуль r. Уравнение (4) принимает вид (5):

Именно это соотношение используют при обработке результатов измерений. Для этого его выражают в координатной форме, линеаризуют и выполняют все остальные процедуры, предусмотренные совершенным механизмом способа наименьших квадратов. Спутниковые измерения имеют много общего с другими геодезическими методами. Есть, однако, и особенности. Проявляются они на этапе постобработки и при разрешении многозначности фазовых измерений.