Мир Знаний

Мореходная астрономия (стр. 7 из 8)

Система ГЛОНАСС разработана по заказу и находится под управлением Министерства Обороны РФ.

Характеристики ГЛОНАСС GPS
Номинальное количество спутников в системе 24 24
Число орбитальных плос 3 6
Наклонение орбиты 64,8° 55°
Высота орбиты 19100км 20000км
Период обращения 11ч 16м 12ч
Метод представления эфемеридных 9 параметров движения Кепплеровские элементы
Геод система коорд ПЗ-90 WGS-84
Содержимое альманаха 120 бит 152 бит
Длит передачи альманахаМетод разделения сигналов НКА Диапазон частот L1 2,5мЧастотный1602,5625-1615,5 12,5мКодовый 1575,41±1 МГц
Селективный доступ Отсутствует Имеется
Диапазон частот L2 1246,4375-1256,5 1227,6МГц

43. Пространственная прямоугольная система координат. Взаимосвязь местоположения и скорости судна от расстояний до НИСЗ

В отличие от обычных астрономических обсерваций, где измеряются только направления на светила относительно оси вращения Земли и отвесной линии, при обсервациях по СНС учитываются закономерности изменения расстояния между спутниками и судном при их взаимном перемещении в пространстве. Поэтому при обсервациях по СНС применяют пространственную систему координат XYZ, участвующую во вращении Земли. Начало этой системы координат принимается в центре Земли О, ось Xлежит в плоскости гринвичского меридиана, а ось Zнаправлена к северному полюсу мира. Для получения обсервованных координат места по наклонной дальности D или по скорости ее изменения Vd необходимо математически связать:

- пространственные прямоугольные координаты НКАσ (х0, у0, z0) и проекции вектора скорости ИСЗ

σ (Vx, Vy, Vz);

- пространственные прямоугольные координаты М (xм, ум, zм) и проекции вектора скорости судна

(vx, vy, vz).

Исходными данными при этом будут служить:

- для НКА - геоцентрический радиус-вектор

= Rσ + hп и скорость Vσ, а также эфемеридная информация II вида, позволяющая вычислить значения направляющих косинусов углов ХОσ, YOσ, ZOσ;

- для судовой навигационной аппаратуры - геоцентрический радиус-вектор приемной антенны

=Rм + hант, где hант - высота антенны над уровнем моря; скорость Vи путевой угол судна ПУ, геоцентрические координаты судна φ' и λ. Географическая широта φ и геоцентрическая широта φ' связаны известным выражением: φ = arctg [tg φ' (1 - е2)-1] при наибольшей разнице φ - φ'=11,5' на широте φ =45°.

44. Методы получения навигационных параметров, используемые в в СНС

Определение местоположения путём измерения расстояний до объекта от точек с известными координатами — спутников. Расстояние вычисляется по времени задержки распространения сигнала от посылки его спутником до приёма антенной GPS-приёмника. для определения 3d координат GPS-приёмнику нужно знать расстояние до трёх спутников и время GPS системы. благодаря эффекту Доплера частота принимаемого сигнала увеличивается при приближении спутника и уменьшается при его отдалении. точно зная положение спутника, можно определить собственную скорость и координаты.

Среднестатистические значения погрешностей измерения навигационных параметров среднеорбитных СНС.

Составляющие погрешности Псевдодальности(м) Псевдоскорости(см/с)
Грубыйканал Точныканал Грубыканал Точныканал
Эфемеридная погрешность 0,6-1,5 0,6-1,5 - -
Ионосферная погрешность 5,0-20,0 0,01-0,05 5,0 0,01
Тропосферная погрешность 1,0-2,0 1,0-2,0 0,1 0,1
Инструментальная погрешность 1,0-1,2 0,35 20 20
Погрешность взаимнойсинхронизации определителей времени 0,6-2,7 0,6-2,7 - -

45. Получение места судна по измеренным азимутам светил

Азимутальная линия положения. Измеренному азимуту А соответствует на земном шаре изолиния РnМδ, называемая изоазимутой (рис. 6.7). Текущие координаты места судна М (φ, λ), координаты географического места светила σ (tгр, δ) и азимут А связывает уравнение изоазимуты:

ctg A = cos φ tg δ cosec tм- sin φ ctg tм. (6.11)

Малый отрезок изоазимуты в районе счислимого места С (рис. 6.8), совпадающий с прямой линией 1-1, является азимутальной линией положения (АЛП), уравнение которой имеет вид: cosτАΔ φ + sinτАΔω = (А-Ас)/gА, (6.12)

где - τА - угол, определяющий направление градиента азимута в счислимом месте; - Ас - счислимый азимут; - gA - модуль градиента азимута, выражающийся формулой:

(6.13)

Для получения элементов АЛП необходимо 1. Измерить азимут светила и исправить его поправкой системы курсоуказания ΔK и инструментальной поправкой визирующего устройства s. Вычисляют Ас и hcВычисляют элементы nА и τА азимутальной линии положения

46. Получение места судна по измеренным разностям азимутов светил. Разностно-азимутальная линии положения

Разность азимутов двух светил может быть измерена непосредственно или найдена косвенным путем посредством измерения в один и тот же момент времени пеленгов или курсовых углов этих светил. При неодновременных измерениях пеленгов или КУ потребуется их приведение не только к одному месту, но и к одному моменту измерений, что может значительно осложнить решение. Разность азимутов ΔП=Θ, являясь астронавигационным параметром, обладает важным достоинством: в ней исключается погрешность поправки курсоуказания или погрешность установки измерительного устройства в диаметральной плоскости судна ОД (рис. 6.9), а также другие повторяющиеся погрешности измерений и исправления азимутов. Разность азимутов θ вычисляется по формуле:

Θ=А2 - А1=ИП2 - ИП1 , или Θ=КУ2 - КУ1. (6.20)

Разность азимутов Θ является углом на сфере между вертикалами светил, которому соответствует сферическая изогона - изолиния, аналогичная изоазимуте (рис. 6.7), если принять одно из светил находящимся над точкой Рn.

Разностно-азимутальная линия положения (РАЛП) является малым отрезком сферической изогоны в районе счислимого места С, принимаемым совпадающим с прямой линией (рис. 6.10). Элементы РАЛП nΘ иτΘ вычисляют по формулам:

;(6.21)

, (6.22)

где Θс=Aс2 – Ас1 - счислимая разность азимутов в момет измерения азимутов (курсовых углов); gΘ - модуль градиента разности азимутов, определяемый графически (рис. 6.10) или по формуле:

,

47. Получение места судна по измеренным разностям высот светил. Разностно-высотная линии положения

Если в один и тот же момент времени были получены (рис. 6.9):

- для светила σ1 - высота h1 и азимут А1 (или КУ1),

- для светила σ2 - высота h2 и азимут А2 (или КУ2),

То задача определения обсервованных координат места судна в принципе сводится к отысканию точки пересечения сферической гиперболы I-I, отвечающей параметру h2-h1=Δh (разностно-высотной линии положения - РВЛП), и сферической изогоны II-II(разностно-азимутальной линии положения - РАЛП), отвечающей параметру Θ=А2-А1 (рис. 6.13). Практически решение выполняется одним из следующих методов:

1. Отыскивается точка пересечения М разностно-высотной линии положения (РВЛП) 1-1 и разностно-азимутальной линии положения (РАЛП) 2-2, как это показано на рис. 6.14. Элементами линий положениям соответственно являются:

,

Затем оценивается их точность и вычисляются веса обсервованных мест. С учетом этих весов находится вероятнейшее место, лежащее на прямой между исходными обсервованными точками.

48. Назначение, состав, принцип получения навигационных параметров в астронавигационной системе (АНС)

- Астронавигационные системы (АНС) - оптические, фотоэлектрические и телевизионные системы, предназначенные для автоматического измерения высот и азимутов (разности азимутов) оптически видимых небесных светил и слежения за ними.

Астронавигационная система (АНС) - это комплекс взаимосвязанных приборов и систем, предназначенных для автоматического или полуавтоматического измерения астронавигационных параметров (высот, азимутов, курсовых углов светил и скоростей их изменения) с целью автоматизированного определения обсервованных координат места и поправки курсоуказания. По принципу действия и построения эти системы можно подразделить на:

- оптические АНС, принимающие излучения светил в оптическом диапазоне частот;

- радиоастрономические навигационные системы (или радиосекстаны), принимающие сигналы естественных и искусственных источников космического радиоизлучения (ИКР);

- комбинированные системы, представляющие собой комбинацию первой и второй систем. Структурно-функциональная схема типовой комбинированной АНС без элементов гироскопической стабилизации изображена на рис. 12.11. Для наведения приемных устройств АНС, размещенных в головной части измерительного устройства ИУ на гиростабилизированной в плоскости истинного горизонта платформе ГСП, СЦВМ автоматически подбирает несколько групп светил (в том числе и ИСЗ) для наблюдений на заданные дату Д, всемирное время наблюдений Тгр и счислимые координаты места судна. Судоводителем с пульта задается избранное наименование светила (группы светил) или номер искусственного спутника Земли Nсв для наблюдений. Из системы автоматического счисления (навигационного комплекса или) в СЦВМ через аналоговое вычислительное устройство (АВУ) вводятся счислимые координаты места судна, его курс и скорость. По этим данным СЦВМ вычисляет углы наведения приемных устройств на светило или ИКР по высоте hн=hc, и по азимуту