Спутниковая навигационная система "Garmin GPS 60"
Изучение особенностей спутниковой навигационной системы на примере навигатора "Garmin GPS 60". Оценка точностных характеристик навигатора GPS. Ознакомление со программным обеспечением и системами координат, используемыми в спутниковой навигации.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 05.05.2021 |
| Размер файла | 1,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра ЛИНС
Отчет
по лабораторной работе
по дисциплине «ПиСНав»
Студенты гр.
Преподаватель
Санкт-Петербург
2020
Цели работы
1. Изучение особенностей спутниковой навигационной системы на примере навигатора «Garmin GPS 60»;
2. Оценка точностных характеристик навигатора GPS;
3. Ознакомление со специализированным программным обеспечением и различными системами координат, используемыми в спутниковой навигации.
3.1. Описание лабораторной установки
Лабораторная установка представляет собой систему, состоящую из навигатора «Garmin GPS 60» (далее GPS-навигатор) и персонального компьютера с установленным специализированным программным обеспечением. Внешний вид GPS-навигатора представлен на рис. 3.1.
Для предотвращения выхода навигатора из строя по вине пользователя, корпус навигатора выполнен ударопрочным и водонепроницаемым. Доступ ко всем функциям GPS-навигатора осуществляется с 5 главных страниц («Main Pages»), организованных в меню карусельного типа. Порядок следования страниц главного меню показан на рис. 3.2.
1. Проверка активности программы SA (Selective Availability) Департамента обороны США
Спутниковые навигационные системы
Формат данных в текстовом файле для широты и долготы ГГММ,ммм высота в футах. Переведем исходные данные в форматы ГГ.гггггг и метры соответственно. Для этого используем формулу следующий алгоритм (для широты и долготы):
градусы=[десятичные градусы];
минуты=[60*(десятичные градусы-градусы)];
секунды=3600*(десятичные градусы-градусы)-60*минуты.
Для высоты:
метр= 0,3048*футы.
Исходные и полученные данные сведем в таблицу 1:
|
Номер измерения |
Широта, ГГ,гггггг |
Долгота, ГГ,гггггг |
Высота, фут |
Широта ГГ°ММ'СС'' |
Долгота ГГ°ММ'СС'' |
Высота, м. |
|
|
1 |
59,97191 |
30,32352 |
194 |
59°58'19'' |
30°19'25'' |
59,1 |
|
|
2 |
59,97198 |
30,32489 |
155 |
59°58'19'' |
30°19'30'' |
47,2 |
|
|
3 |
59,97254 |
30,32862 |
73 |
59°58'21'' |
30°19'43'' |
22,3 |
|
|
4 |
59,97085 |
30,3289 |
134 |
59°58'15'' |
30°19'44'' |
40,8 |
|
|
5 |
59,97041 |
30,33019 |
44 |
59°58'13'' |
30°19'49'' |
13,4 |
|
|
6 |
59,96926 |
30,33109 |
4 |
59°58'09'' |
30°19'52'' |
1,2 |
|
|
7 |
59,96792 |
30,33205 |
-2 |
59°58'05'' |
30°19'55'' |
-0,6 |
|
|
8 |
59,96789 |
30,33025 |
12 |
59°58'04'' |
30°19'49'' |
3,7 |
|
|
9 |
59,9685 |
30,32709 |
11 |
59°58'07'' |
30°19'38'' |
3,4 |
|
|
10 |
59,96858 |
30,32463 |
19 |
59°58'07'' |
30°19'29'' |
5,8 |
|
|
11 |
59,96828 |
30,32088 |
-5 |
59°58'06'' |
30°19'15'' |
-1,5 |
|
|
12 |
59,96823 |
30,31883 |
-2 |
59°58'06'' |
30°19'08'' |
-0,6 |
|
|
13 |
59,96842 |
30,31839 |
-1 |
59°58'06'' |
30°19'06'' |
-0,3 |
|
|
14 |
59,96855 |
30,3183 |
2 |
59°58'07'' |
30°19'06'' |
0,6 |
|
|
15 |
59,96905 |
30,3186 |
5 |
59°58'09'' |
30°19'07'' |
1,5 |
|
|
16 |
59,9701 |
30,31917 |
37 |
59°58'12'' |
30°19'09'' |
11,3 |
|
|
17 |
59,97043 |
30,31935 |
26 |
59°58'14'' |
30°19'10'' |
7,9 |
|
|
18 |
59,97082 |
30,32018 |
21 |
59°58'15'' |
30°19'13'' |
6,4 |
|
|
19 |
59,97106 |
30,3213 |
17 |
59°58'16'' |
30°19'17'' |
5,2 |
|
|
20 |
59,97129 |
30,32262 |
17 |
59°58'17'' |
30°19'21'' |
5,2 |
|
|
21 |
59,97158 |
30,32328 |
23 |
59°58'18'' |
30°19'24'' |
7,0 |
|
|
22 |
59,97183 |
30,32447 |
14 |
59°58'19'' |
30°19'28'' |
4,3 |
|
|
23 |
59,97203 |
30,32547 |
17 |
59°58'19'' |
30°19'32'' |
5,2 |
|
|
24 |
59,97237 |
30,32552 |
13 |
59°58'21'' |
30°19'32'' |
4,0 |
|
|
25 |
59,9729 |
30,32534 |
18 |
59°58'22'' |
30°19'31'' |
5,5 |
|
|
26 |
59,97352 |
30,32466 |
9 |
59°58'25'' |
30°19'29'' |
2,7 |
|
|
27 |
59,97374 |
30,32403 |
0 |
59°58'25'' |
30°19'27'' |
0,0 |
|
|
28 |
59,97399 |
30,3233 |
9 |
59°58'26'' |
30°19'24'' |
2,7 |
|
|
29 |
59,97457 |
30,32139 |
8 |
59°58'28'' |
30°19'17'' |
2,4 |
|
|
30 |
59,97429 |
30,32097 |
27 |
59°58'27'' |
30°19'15'' |
8,2 |
|
|
31 |
59,97326 |
30,32064 |
43 |
59°58'24'' |
30°19'14'' |
13,1 |
|
|
32 |
59,97246 |
30,31994 |
61 |
59°58'21'' |
30°19'12'' |
18,6 |
|
|
33 |
59,97154 |
30,31966 |
64 |
59°58'18'' |
30°19'11'' |
19,5 |
|
|
34 |
59,97096 |
30,31954 |
-13 |
59°58'15'' |
30°19'10'' |
-4,0 |
|
|
35 |
59,97103 |
30,32049 |
-2 |
59°58'16'' |
30°19'14'' |
-0,6 |
|
|
36 |
59,97132 |
30,3221 |
6 |
59°58'17'' |
30°19'20'' |
1,8 |
|
|
37 |
59,97148 |
30,32303 |
6 |
59°58'17'' |
30°19'23'' |
1,8 |
Используя программу «Ozi-Explorer» получим изображение трека и путевых точек:
Рис. 1 изображение трека и путевых точек в «Ozi-Explorer»
Рис. 2 путевые точки
Рис. 3 Схема маршрута
Сравнив полученное изображение со схемой маршрута из задания лабораторной работы (рис. 3) можно сделать вывод о неактивности программы SA (Selective Availability) Департамента обороны США.
спутниковый навигационный программный
2. Вычисление погрешности определения местоположения из-за применения при расчетах различных систем координат
Вычислим расстояние L между точками трека, используя представление Земли в виде сферы. При проведении вычислений учтем, что средний радиус Земли равен 6 371 210 м, а кратчайшее расстояние между двумя точками на земной поверхности (если принять ее за сферу) определяется выражением:
cos d sin A sin B cosA cosB cosA B
где A, B - широты, A, B - долготы точек А и В на поверхности Земли; d - расстояние между точками А и В на поверхности Земли, измеряемое в радианах длинной дуги большого круга земного шара.
|
Номер измерения |
Расстояние рассчитанное (Земля шар), км |
Расстояние из «Ozi-Explorer» (Земля эллипсоид), км |
Погрешность измерения расстояния |
|
|
1 |
0,076631956 |
0,077 |
0,000368044 |
|
|
2 |
0,216699222 |
0,2176 |
0,000900778 |
|
|
3 |
0,188570446 |
0,1891 |
0,000529554 |
|
|
4 |
0,086874782 |
0,0872 |
0,000325218 |
|
|
5 |
0,137336795 |
0,1377 |
0,000363205 |
|
|
6 |
0,158294561 |
0,1587 |
0,000405439 |
|
|
7 |
0,100231332 |
0,1007 |
0,000468668 |
|
|
8 |
0,188490702 |
0,1893 |
0,000809298 |
|
|
9 |
0,137193024 |
0,1378 |
0,000606976 |
|
|
10 |
0,211345734 |
0,2123 |
0,000954266 |
|
|
11 |
0,114223278 |
0,1147 |
0,000476722 |
|
|
12 |
0,03234197 |
0,0325 |
0,00015803 |
|
|
13 |
0,015298938 |
0,0153 |
1,06202E-06 |
|
|
14 |
0,058051879 |
0,0582 |
0,000148121 |
|
|
15 |
0,120990747 |
0,1213 |
0,000309253 |
|
|
16 |
0,038038097 |
0,0381 |
6,19029E-05 |
|
|
17 |
0,063357016 |
0,0636 |
0,000242984 |
|
|
18 |
0,067799332 |
0,0681 |
0,000300668 |
|
|
19 |
0,077780186 |
0,0781 |
0,000319814 |
|
|
20 |
0,048875313 |
0,0491 |
0,000224687 |
|
|
21 |
0,071818269 |
0,0721 |
0,000281731 |
|
|
22 |
0,059926005 |
0,0602 |
0,000273995 |
|
|
23 |
0,037909807 |
0,038 |
9,01932E-05 |
|
|
24 |
0,059780384 |
0,0599 |
0,000119616 |
|
|
25 |
0,078643981 |
0,0789 |
0,000256019 |
|
|
26 |
0,042747602 |
0,0429 |
0,000152398 |
|
|
27 |
0,049221615 |
0,0494 |
0,000178385 |
|
|
28 |
0,124315989 |
0,1248 |
0,000484011 |
|
|
29 |
0,038930428 |
0,0391 |
0,000169572 |
|
|
30 |
0,115997199 |
0,1163 |
0,000302801 |
|
|
31 |
0,097112777 |
0,0974 |
0,000287223 |
|
|
32 |
0,103482407 |
0,1038 |
0,000317593 |
|
|
33 |
0,064839888 |
0,065 |
0,000160112 |
|
|
34 |
0,053435577 |
0,0537 |
0,000264423 |
|
|
35 |
0,095219693 |
0,0956 |
0,000380307 |
|
|
36 |
0,054724983 |
0,055 |
0,000275017 |
|
|
37 |
0,055043659 |
0,0552 |
0,000156341 |
Среднее значения разницы в расчете расстояния при разных системах координат: 0,032769
|
Номер измерения |
x |
y |
z |
|
|
1 |
4761449.294 |
2784988.956 |
3188339.297 |
|
|
2 |
4761377.18 |
2785099.576 |
3188326.61 |
|
|
3 |
4761204.077 |
2785414.349 |
3188260.189 |
|
|
4 |
4761123.186 |
2785398.256 |
3188432.196 |
|
|
5 |
4761018.839 |
2785481.093 |
3188460.827 |
|
|
6 |
4760910.736 |
2785518.23 |
3188565.438 |
|
|
7 |
4760798.332 |
2785559.539 |
3188693.525 |
|
|
8 |
4760887.588 |
2785410.995 |
3188698.549 |
|
|
9 |
4761070.277 |
2785165.425 |
3188639.672 |
|
|
10 |
4761195.52 |
2784964.319 |
3188633.191 |
|
|
11 |
4761357.906 |
2784641.068 |
3188658.41 |
|
|
12 |
4761455.817 |
2784469.703 |
3188663.682 |
|
|
13 |
4761486.555 |
2784438.608 |
3188645.543 |
|
|
14 |
4761497.858 |
2784435.181 |
3188633.485 |
|
|
15 |
4761507.982 |
2784474.558 |
3188585.808 |
|
|
16 |
4761538.011 |
2784555.688 |
3188489.604 |
|
|
17 |
4761542.61 |
2784578.452 |
3188456.156 |
|
|
18 |
4761519.867 |
2784657.719 |
3188417.847 |
|
|
19 |
4761476.05 |
2784757.005 |
3188394.132 |
|
|
20 |
4761422.94 |
2784873.163 |
3188371.989 |
|
|
21 |
4761406.157 |
2784936.957 |
3188344.985 |
|
|
22 |
4761358.273 |
2785041.673 |
3188319.544 |
|
|
23 |
4761319.954 |
2785130.793 |
3188300.747 |
|
|
24 |
4761332.943 |
2785143.968 |
3188267.404 |
|
|
25 |
4761368.289 |
2785144.567 |
3188217.141 |
|
|
26 |
4761429.072 |
2785104.277 |
3188156.078 |
|
|
27 |
4761468.212 |
2785056.904 |
3188133.524 |
|
|
28 |
4761517.754 |
2785004.46 |
3188110.828 |
|
|
29 |
4761638.222 |
2784861.89 |
3188054.836 |
|
|
30 |
4761649.515 |
2784821.651 |
3188084.691 |
|
|
31 |
4761619.726 |
2784767.423 |
3188186.295 |
|
|
32 |
4761619.421 |
2784689.174 |
3188266.06 |
|
|
33 |
4761589.521 |
2784640.46 |
3188355.09 |
|
|
34 |
4761549.952 |
2784603.936 |
3188399.183 |
|
|
35 |
4761509.649 |
2784686.317 |
3188394.122 |
|
|
36 |
4761447.15 |
2784829.326 |
3188367.423 |
|
|
37 |
4761409.633 |
2784911.107 |
3188352.019 |
Построение 3D картины трека:
Используя приведенную выше формулу, рассчитаем координаты x, y и z и построим 3D модель трека.
Выводы: В ходе выполнения данной лабораторной работы были изучены особенности спутниковой навигационной системы на примере навигатора «Garmin GPS 60». Проведено ознакомление со специализированным программным обеспечением и различными системами координат, используемыми в спутниковой навигации.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Преимущества спутниковой навигационной системы. Развитие радионавигации в США, России. Опробование основной идеи GPS. Сегодняшнее состояние NAVSTAR GPS. Навигационные задачи и методы их решения. Система глобального позиционирования NAVSTAR и ГЛОНАСС.
реферат [619,3 K], добавлен 18.04.2013Изучение назначения спутниковой системы навигации. Расчет координат навигационных спутников в геоцентрической фиксированной системе координат. Определение координат Глонасс-приемника. Измеренное расстояние между навигационным спутником и потребителем.
контрольная работа [323,6 K], добавлен 17.03.2015История создания спутниковой навигации. Общая характеристика GPS-навигации. Принципы работы GPS. Особенности GPS-навигатора и его базовые приемы использования. Координаты точек, снятых с местности. Как выбрать GPS-приемник. Альтернативные системы GPS.
реферат [27,2 K], добавлен 29.04.2011Развитие спутниковой навигации. Структура навигационных радиосигналов системы GPS. Состав навигационных сообщений спутников системы GPS. Алгоритмы приема и измерения параметров спутниковых радионавигационных сигналов. Определение координат потребителя.
реферат [254,9 K], добавлен 21.06.2011Распределение европейского рынка спутниковой системы навигации в 2000-2010 гг. Требования к спутниковым системам навигации. Определение координат наземным комплексом управления. Точность местоопределения и стабильность функционирования навигации.
презентация [2,4 M], добавлен 18.04.2013Встроенная навигационная система. Общая характеристика GPS-навигации. Ориентирование по известным точкам, по электронной карте, открытой в OziExplorer. Особенности GPS-навигатора и его базовые приемы использования. Координаты точек, снятых с местности.
реферат [25,6 K], добавлен 25.07.2009Изучение истории появления спутниковой навигации. Исследование принципов работы GPS в околоземном пространстве. Анализ особенностей технической реализации и применения системы. Наземные станции контроля космического сегмента. GPS приемники и навигаторы.
презентация [2,2 M], добавлен 08.06.2016Принцип построения невозмущаемой безгироскопной гравитационно-спутниковой вертикали подвижного объекта. Модификации приборов для ее построения, для измерения текущих углов отклонения осей связанной системы координат от плоскости местного горизонта.
статья [12,1 K], добавлен 23.09.2011Вопросы построения межгосударственной корпоративной системы спутниковой связи и ее показатели. Разработка сети связи от Алматы до прямых международных каналов связи через Лондон. Параметры спутниковой линии, радиорелейной линии, зоны обслуживания IRT.
дипломная работа [2,7 M], добавлен 22.02.2008История создания и основное назначение системы глобального позиционирования как спутниковой системы навигации, обеспечивающей измерение расстояния, времени и определяющей местоположение объектов. Транслирующие элементы системы GPS и сфера её применения.
презентация [1,2 M], добавлен 29.03.2014Разработка программной модели управления антенной для спутников, находящихся на геостационарной орбите, с помощью языка UML. Система управления спутниковой антенной. Состав и содержание работ по подготовке объекта автоматизации к вводу системы в действие.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 20.05.2012Основные элементы спутниковой системы навигации. Оценка влияния инструментальных погрешностей первичных датчиков информации (акселерометра и гироскопа) и начальной выставки координаты на точность однокомпонентной инерциальной навигационной системы.
контрольная работа [119,7 K], добавлен 15.01.2015Принципы построения территориальной системы связи. Анализ способов организации спутниковой связи. Основные требования к абонентскому терминалу спутниковой связи. Определение технических характеристик модулятора. Основные виды манипулированных сигналов.
дипломная работа [3,1 M], добавлен 28.09.2012Идея создания спутниковой навигации. Радиотехнические характеристики GPS-спутников. Сигнал с кодом стандартной точности. Защищённый сигнал повышенной точности ГЛОНАСС. Навигационное сообщение сигнала L3OC, его передача, точность определения координат.
реферат [37,9 K], добавлен 02.10.2014История развития спутниковой связи. Абонентские VSAT терминалы. Орбиты спутниковых ретрансляторов. Расчет затрат по запуску спутника и установке необходимого оборудования. Центральная управляющая станция. Глобальная спутниковая система связи Globalstar.
курсовая работа [189,0 K], добавлен 23.03.2015Работа спутниковой компании "Пиорит-ДВ". Монтаж спутниковой антенны, настройка спутникового оборудования. Одновременное использование спутникового ретранслятора несколькими пользователями. Скорость передачи данных, пропускная способность цифрового канала.
отчет по практике [430,3 K], добавлен 26.01.2013Принципы работы спутниковой зеркальной антенны. Достоинства прямофокусного принимающего прибора. Офсетное устройство как наиболее распространенное в сфере приема спутникового телевидения. Тороидальная параболическая антенна. Спутники, орбиты и диапазоны.
реферат [228,2 K], добавлен 19.12.2012Особенности построения спутниковой линии связи, методы коммутации и передачи данных. Описание и технические параметры космических аппаратов, их расположение на геостационарных орбитах. Расчет энергетического баланса информационного спутникового канала.
дипломная работа [2,8 M], добавлен 04.10.2013Геоцентрическая и географическая система координат, в которой работает инерциальная навигационная система. Алгоритм работы системы. График погрешности долготного канала, ошибки широтного канала. График ошибки определения скорости в высотном канале.
курсовая работа [436,7 K], добавлен 13.06.2012Общие сведения о системах персональной спутниковой связи. Ознакомление с развитием российской государственной спутниковой группировки и программой запусков космических аппаратов. Характеристики космических и земных станций передачи и приема сигналов.
презентация [2,2 M], добавлен 16.03.2014
