О системе Учебные курсы Вход в систему
 

 

 

   МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 

 

 

УТВЕРЖДАЮ

 

 

 

 

 

 

 

Руководитель Департамента

 

 

 

образовательных  программ и стандартов

 

 

 

профессионального образования

 

 

 

 

 

 

 

Л.С.ГРЕБНЕВ

 

 

 

 

 

 

 

"___"                         2001 г.

 

  

ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

 

Глобальные спутниковые навигационно-геодезические системы

Рекомендуется Минобразованием России для направления подготовки

(специальности) 

311100 – Городской кадастр,

650500 – Землеустройство и земельный кадастр

Москва   2001 г.

1. Цели и задачи дисциплины.

Целью дисциплины “Глобальные спутниковые навигационно-геодезические системы” является изучение общих принципов устройства и работы глобальных спутниковых систем как одного из наиболее эффективных средств современных геодезических измерений и их применения в съемочных и кадастровых работах.

 Задачи дисциплины - дать знания ключевых принципов построения и функционирования глобальных спутниковых систем GPS и ГЛОНАСС,  режимов их работы и методов измерений, теоретических основ определения координат и разностей координат наземных пунктов, факторов, влияющих на точность измерений, и особенностей использования систем  для геодезических целей.

 2.  Требования к уровню освоения содержания дисциплины.            

В результате изучения дисциплины “Глобальные спутниковые навигационно-геодезические системы” студенты должны

знать:

         - основы устройства систем, их структуру, назначение и взаимодействие отдельных подсистем,

       - основы координатно-временного обеспечения работы систем, принципы формирования спутникового сигнала,

        - принципы кодовых и фазовых измерений,

        - факторы, влияющие на точность, методы учета влияния атмосферы, режимы наблюдений.

уметь:

        - рассчитывать зоны радиовидимости,

        - решать задачи, связанные с геодезическими фазовыми измерениями,

       - обращаться со спутниковым приемником (имеющегося в распоряжении типа) для последующей работы с ним на летней практике.    

 3.  Объем дисциплины и виды учебной работы. 

Вид учебной работы

Всего часов

Семестры (7-й)

Общая трудоемкость дисциплины

70

70

 

Аудиторные занятия

54

54

 

Лекции

36

36

 

Практические занятия (ПЗ)

18

18

 

Семинары (С)

 

 

 

Лабораторные работы (ЛР)

 

 

 

и (или) другие виды аудиторных занятий

 

 

 

Самостоятельная работа

16

16

 

Курсовой проект (работа)

 

 

 

Расчетно-графические работы

 

 

 

Реферат

 

 

 

и (или) другие виды самостоятельной работы

 

 

 

Вид итогового контроля                              

(зачет, экзамен)

экзам.

экзамен

 

 4.  Содержание дисциплины. 

4.1. Разделы дисциплины и виды занятий 

№№ п/п

Раздел дисциплины

Лекции

ПЗ

(или С)

ЛР

1.

Введение

2

 

 

2.

Физические основы электронной

дальнометрии

4

4

 

3.

Геометрические принципы позициони-

рования и системы координат

2

 

 

4.

Беззапросный метод. Шкалы времени

и стандарты частоты

4

 

 

5.

Структура глобальных спутниковых систем. Зоны радиовидимости. Режимы работы

2

2

 

6.

Спутниковый сигнал

4

 

 

7.

Кодовые измерения

4

 

 

8.

Фазовые измерения

4

2

 

9.

Интегральный допплеровский счет

2

 

 

10.

Факторы, влияющие на точность

2

2

 

11.

Задержка сигнала в атмосфере

2

2

 

12.

Аппаратура пользователя и режимы

наблюдений

4

6

 

 4.2. Содержание разделов дисциплины.

Раздел 1. Введение

  1.1.Роль спутниковых методов в геодезических измерениях и кадастровых работах. Виды спутниковых технологий. Краткая историческая справка.

  1.2. Спутниковые системы допплеровского типа (TRANSIT и др.), их недостатки. История создания глобальных спутниковых систем GPS и ГЛОНАСС.

Раздел 2. Физические основы электронной дальнометрии

   2.1. Общие принципы измерения расстояний при помощи электромагнитных волн.

   2.2. Основные методы дальнометрии. Временной метод. Лазерные спутниковые дальномеры.

   2.3. Фазовый метод с модуляцией излучения. Геодезические наземные фазовые дальномеры.

   2.4. Фазовый метод на несущей частоте. Геодезические интерферометры оптического диапазона. 

Раздел 3. Геометрические принципы позиционирования и системы координат

   3.1. Общие сведения об определении местоположения. Линейная засечка на плоскости. Изолинии. Дальномерный метод. Разностно-дальномерный метод.

   3.2. Определение положения в пространстве. Особенности спутникового позиционирования. Системы координат при спутниковых измерениях. Координатные системы WGS-84 и ПЗ-90.

Раздел 4. Беззапросный метод. Шкалы времени и стандарты частоты

   4.1. Беззапросный метод. Специфика измерений при однократном прохождении сигнала вдоль трассы. Роль синхронизации часов.

   4.2. Эталонные шкалы времени. Всемирное время и его модификации. Динамическое время.

   4.3. Атомное время. Квантовые стандарты частоты. Всемирное координированное время UTC.

   4.4. Системное время GPS и ГЛОНАСС. Связь системного времени со шкалой UTC.

Раздел 5. Структура глобальных спутниковых систем. Зоны радиовидимости. Режимы работы.

   5.1. Структура систем. Космический сектор. Основные характеристики созвездия спутников в GPS и ГЛОНАСС. Сектор управления и контроля. Сектор пользователя.

   5.2. Зоны радиовидимости, их определение.

   5.3. Навигационный и геодезический режимы работы систем, их принципиальное различие.

Раздел 6. Спутниковый сигнал

   6.1. Структура спутникового сигнала. Загрузка сигнала информацией. Фазовая манипуляция несущих колебаний. Псевдослучайные последовательности.

   6.2. Дальномерные коды. Принцип построения генератора дальномерного кода. С/А-код, Р-код, Y-код в системе GPS.

   6.3. Навигационное сообщение и его состав.

Раздел 7. Кодовые измерения

   7.1. Корреляционная обработка сигнала при кодовых измерениях. Определение времени распространения и кодовых псевдодальностей.

   7.2. Принцип определения координат из кодовых измерений (абсолютный метод).

   7.3. Дифференциальный метод кодовых измерений.

Раздел 8. Фазовые измерения

   8.1. Сущность фазовых измерений на несущей частоте. Фазовые псевдодальности.

   8.2. Метод фазовых разностей с использованием двух приемников. Первые, вторые и третьи разности. Проблема разрешения многозначности.

   8.3. Фазовые измерения как основа относительного метода (геодезического режима). Принцип определения разностей координат пунктов и вектора базы.

   8.4. Восстановление несущей частоты в приемнике при фазовых измерениях.

Раздел 9. Интегральный допплеровский счет

   9.1. Эффект Допплера.  Возможность определения радиальной скорости спутника по измерению допплеровского сдвига частоты.

   9.2. Счет периодов допплеровской частоты. Частота биений. Связь интеграла частоты биений с разностью расстояний от приемника до двух положений спутника.

   9.3. Использование интегрального допплеровского счета в  спутниковых системах.

Раздел 10. Факторы, влияющие на точность

  10.1. Основные источники погрешностей: ошибки исходных данных, аппаратурные искажения, влияние внешней среды.

  10.2. Неточность эфемерид спутника. Неопределенность фазового центра антенны приемника. Задержка сигнала в атмосфере. Рефракционное удлинение траектории. Многопутность.

  10.3. Геометрический фактор и его составляющие.

Раздел 11. Задержка сигнала в атмосфере

  11.1. Общие соотношения для задержки сигнала.

  11.2. Задержка в тропосфере. Использование моделей тропосферы.

  11.3. Задержка в ионосфере. Фазовая и групповая скорость. Ионосферные задержки при кодовых и фазовых измерениях. Определение интегральной электронной концентрации. Дисперсионный метод учета влияния ионосферы в двухчастотных приемниках.

Раздел 12. Аппаратура пользователя и режимы наблюдений.

  12.1. Типы спутниковых приемников. Перспективные направления развития. Основные функции спутникового приемника.

  12.2. Режимы наблюдений: статика, быстрая статика, кинематика. Разновидности кинематических режимов. Кинематика в реальном времени (RTK). Планирование наблюдений. 

 5. Лабораторный практикум.

     Не предусмотрен.

 6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины.

     6.1. Рекомендуемая литература.

     а) основная:

1. Серапинас Б.Б.  Основы спутникового позиционирования. М., изд.МГУ, 1998.

б) дополнительная:

1. Генике А.А., Побединский Г.Г.  Глобальная спутниковая система определения местоположения GPS и ее применение в геодезии. М., “Картгеоцентр” - “Геодезиздат”, 1999.

2. Глобальная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС. Под ред. В.Н.Харисова, А.И.Перова, В.А.Болдина. М., ИПРЖР, 1999.

6.2. Средства обеспечения освоения дисциплины.

  Обучающе-аттестующая учебная программа “Глобальные спутниковые навигационно-геодезические системы” для системы дистанционного обучения УМО в области геодезии и картографии.

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины.

Лекционная аудитория, аудитория для проведения практических занятий по освоению спутникового приемника, геодезический спутниковый приемник и аудитория для практических занятий, оборудованная ПЭВМ с “Windows 95” и выше (из расчета 1 ПЭВМ на 2-х студентов).

8. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины.

Для освоения дисциплины студентам необходимы знания, приобретенные при изучении курсов “Физика”, “Высшая математика”, “Высшая геодезия”, “Основы электротехники и радиоэлектроники”. Знания, полученные при изучении дисциплины “Глобальные спутниковые навигационно-геодезические системы”, необходимы специалистам по городскому кадастру для использования современных спутниковых методов выполнения кадастровых съемочных работ и создания геоинформационных систем в области геодезии и кадастра.

 

Программа составлена с учетом требований Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки (специальности)

311100 – Городской кадастр,

650500 – Землеустройство и земельный кадастр

__________________________________________________________________________

Программу составил:

Голубев А.Н., доктор техн. наук, профессор кафедры высшей геодезии Московского государственного университета геодезии и картографии

__________________________________________________________________________

Программа одобрена на заседании научно-методического совета по геодезии и картографии УМО вузов в области геодезии и картографии 

 “____” ______________ 2001 г.

 Протокол № ____________

 Председатель НМС по геодезии и картографии

УМО вузов в области геодезии и картографии                                             В.П.Савиных 

 

СОЗДАТЕЛИ СИСТЕМЫ ДО ГОСТЕВАЯ КНИГА E-MAIL