Основы построения спутниковых радионавигационных систем (дисциплина)
Задача данного курса - сформировать общее представление о спутниковых радионавигационных системах (СРНС). Предполагается подача материала в последовательности: от потребности к формулировке задачи, от задачи к применяемым решениям.
В вводной лекции кратко излагается история развития СРНС: первый спутник, системы первого поколения (Транзит, Циклон, Цикада), нынешние системы второго поколения (NAVSTAR GPS, ГЛОНАСС и т.д.). Обсуждаются требования к системам второго поколения. Приводится представление СРНС как совокупности трех систем: системы космических аппаратов, системы контроля и управления, навигационной аппаратуры потребителей. Кратко описываются особенности этих систем в СРНС NAVSTAR GPS и ГЛОНАСС. Описываются общие принципы построения навигационной аппаратуры потребителей (НАП). Приводятся примеры различных сфер применения СРНС.
Во второй лекции приводится классификация и описание методов навигационных определений, приводятся примеры.
Третья лекция посвящена способам описания положения и ориентации объекта в пространстве. Вводятся различные пространственные системы координат, используемые в СРНС: локальная, связанная с объектом, ECI, ECEF, геодезические и т.д. Обсуждаются проблемы, связанные с определением систем координат. Студенты знакомятся с понятиями датума и картографческой проекции.
На четвертой лекции осуществляется переход от пространственных систем координат к временным - шкалам времени. Приводится классификация различных шкал: абсолютное время, астрономическое, атомное, динамическое. Рассматриваются основные шкалы времени в СРНС GPS и ГЛОНАСС: системная, бортовая, шкала приемника. Поднимаются вопросы использования СРНС как источника точного времени.
Календарный план
| № | Дата | Лекции | Расчетные задания | Лабораторные работы |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 06.09 | История развития СРНС. Структура современных СРНС. | ||
| 2 | 13.09 | Методы навигационных определений. (с завершением предыдущей) | ||
| 3 | 20.09 | Пространственные системы координат | ||
| 4 | 27.09 | (продолжение) | ||
| 5 | 04.10 | Шкалы времени | Продемонстрировать расхождение шкал времени двух приборов | |
| 6 | 11.10 | Псевдодальность, псевдоскорость, псевдофаза | ||
| 7 | 18.10 | Решение навигационной задачи | Псевдодальномерный метод позиционирования | |
| 8 | 25.10 | Требования, предъявляемые к навигационным сигналам | ||
| 9 | 01.11 | Математическое описание сигналов различных СРНС (Включая энергетику, разброс Доплера и т.д.) | Расчет внутрисистемных помех. Расчет потенциальной точности оценок задержки. И т.д. | Формирование сигнала ГЛОНАСС СТ в Matlab и его сравнение с сигналом имитатора |
| 10 | 08.11 | Навигационное сообщение (на примере сообщения GPS C/A) | Выделение навигационного сообщения из сигнала GPS C/A | |
| 11 | 15.11 | Подсистема космических аппаратов | ||
| 12 | 22.11 | Орбитальное движение космических аппаратов | Расчет орбиты НКА по выделенным эфемеридам | |
| 13 | 29.11 | |||
| 14 | 06.12 | Основы построения аппаратуры потребителей СРНС | ||
| 15 | 13.12 | Подсистема контроля и управления СРНС | ||
| 16 | 20.12 | Погрешности определения навигационных параметров | ||
| 17 | 27.12 | Направления развития технологий спутниковой навигации | ||
| 18 | - | Итоговое занятие | Формирование перспективных навигационных сигналов |
Идеи
- Добавить лекцию/практику/лабу по стандартам протоколов приемников - NMEA, RINEX, пример бинарного протокола.
