Наземная навигация что это
Список навигационных систем
Список навигационных систем и компонентов (аппаратных и программных) для их построения в целях навигации: пешей, а также наземного, речного и морского, авиационного и космического транспорта.
Содержание
Наземная навигация
Готовые продукты (программно-аппаратные комплексы)
Программное обеспечение
Бесплатные продукты с открытым исходным кодом
Бесплатные проприетарные продукты
Платные продукты
Картографическое обеспечение
Аппаратное обеспечение
Системы речной и морской навигации
Аэронавигационные системы
Системы космической навигации
Примечания
Полезное
Смотреть что такое «Список навигационных систем» в других словарях:
Список хронологий — Это служебный список ст … Википедия
Навигационная система — это совокупность приборов, алгоритмов и программного обеспечения, позволяющих произвести ориентирование объекта в пространстве (осуществить навигацию). Навигационные системы обеспечивают ориентацию с помощью: карт, имеющих видео, графический или… … Википедия
ГЛОНАСС — Запрос «Глонасс» перенаправляется сюда; см. также другие значения. Глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС, GLONASS) советская и российская спутниковая система навигации, разработана по заказу Министерства обороны СССР.… … Википедия
Канал автодорожных сообщений — (англ. Traffic Message Channel, TMC) технология, которая используется для передачи информации о дорожных пробках и неблагоприятных дорожных условиях. Как правило, данные передаются в виде цифровых кодов, с использованием радиосистемы… … Википедия
Спутниковая система навигации — «Navstar GPS», спутник второго поколения … Википедия
Навител Навигатор — Тип Навигация Разработчик ЗАО «Центр Навигационных Технологий» Операционная система Windows Mobile, Windows CE, Android OS … Википедия
Управление воздушным движением — Авиадиспетчеры за работой Управлен … Википедия
Автомобильная промышленность — (автомобилестроение) отрасль промышленности, осуществляющая производство безрельсовых транспортных средств ( … Википедия
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет — Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей … Википедия
ГНСС1. Зачем нужны наземные станции
Мало того, что назначение наземной станции на рисунке непонятно, так еще и не все стрелки изображены правильно.
Отдельная тема – наша отечественная система навигации, ГЛОНАСС. Критики на него – по делу и не очень – рушится немало. Вот так, к примеру, представляют себе работу с ГЛОНАСС иные одаренные геодезисты:
Что уж говорить о рядовых наших гражданах, слышащих о ГЛОНАСС только при падении очередного «Протона». Возникают остроумные шуточки про тихоокеанскую спутниковую группировку и все такое прочее.
В этой статье я не ставлю перед собой задачу охватить весь спектр вопросов по ГНСС. Все есть в сети. Если нужно чиста на пальцах – можно почитать эту статью, поподробнее о ГЛОНАСС – здесь. Если хочется почитать книгу – пожалуйста. В конце концов, никто не отменял пока поисковые системы.
А я перейду к специальным вопросам.
Рассмотрим публикации на АШ по теме (перечень неполный):
Начну с последних событий.
Да, речь о них, о наземных станциях. Зачем они нужны? Зачем амеры разместили на нашей территории 19 станций, а мы хотим в качестве ответной любезности воткнуть им 8 наших? Можно ли их использовать для наведения ракет или шпионажа?
Обратимся к обобщенной структуре любой ГНСС (самая первая картинка в статье).
Система состоит из космического сегмента (спутники), наземного (система контроля и управления) и потребительского. Последний оставим в стороне, подробнее рассмотрим первые два.
Спутниковый сигнал включает в себя, в частности, дальномерный код, сигналы точного времени и эфемериды. С первым все понятно; точное время необходимо для расчета расстояния до спутника; эфемериды содержат информацию о местоположении спутника (координаты или элементы орбиты). Расчет местоположения приемника, таким образом, сводится к решению пространственной линейной засечки:
В этой схеме все понятно и самодостаточно, кроме эфемерид. Каким образом определяется положение спутников?
Для этого в том числе и нужны наземные станции. Не зря наземный сегмент называют контрольно-измерительным. С его помощью осуществляется не только управление и обмен данными со спутниками, но и непрерывное определение их местоположения. Полученная информация обрабатывается, делается прогнозный расчет эфемерид на некоторое время вперед, расчетные эфемериды передаются на спутники.
Вернемся к орбитам спутников. Зачем, казалось бы, постоянно определять их местоположение? Запустил спутник на эллиптическую (в частном случае – круговую) орбиту, определил ее элементы (как – еще дедушка Кеплер нам разъяснил), а дальше все расчеты по модели!
Это было бы справедливо, если бы Земля имела такую форму:
На самом деле форма Земли в первом приближении такая:
Эллипсоид вращения. Если на орбиту вокруг такого тела запустить спутник, он будет двигаться не по эллипсу, а по геодезической линии – пространственной кривой, являющейся кратчайшим расстоянием на эллипсоиде между двумя произвольными точками. Наглядно ее можно представить, натянув на поверхности эллипсоида резиновую нить. В элементарных функциях такую кривую описать нельзя, приходится прибегать к дифференциальным уравнениям.
Но, как известно, в действительности все не так, как на самом деле:
Но факт остается фактом: фигуре Земли (геоид) нельзя дать строгое описание и вывести красивую формулу. Можно лишь создавать численные модели, которые неизбежно будут иметь определенные погрешности.
А если вспомнить, что на орбиту спутника оказывают влияние гравитационные поля Солнца, Луны, планет и других небесных тел, cопротивление атмосферы, давление прямой и отраженной солнечной радиации, лунно-солнечные приливы, релятивистские эффекты… В общем, задача прогнозирования орбиты на сколько-нибудь продолжительный период времени пока неразрешима. Поэтому – только непрерывные наблюдения и корректировки модели. В настоящее время эфемериды «заливаются» на спутник на каждом витке орбиты (примерно дважды в сутки); погрешность таких эфемерид (их называют бортовыми, у буржуев – broadcast) составляет порядка первых метров. На глаз оценить погрешность эфемерид ГЛОНАСС и NAVSTAR можно на этой и этой страницах.
Википедия нам вещает (обойдемся без ссылки), что погрешность определений ГЛОНАСС несколько хуже, чем NAVSTAR. Это действительно так. Как повысить точность?
Один из резервов для повышения точности ГЛОНАСС – успользование более точных бортовых часов. В этом направлении работа идет – на новых спутниках ГЛОНАСС-К1, К2 будут устанавливаться другие часы.
Второй резерв – повышение точности эфемерид. Вот тут-то и становится необходимым расширение сети наземных станций.
Для уточнения прогноза орбит необходимо наблюдать движение спутников по возможности непрерывно. У NAVSTAR с этим нет никаких проблем:
Сеть IGS. Что это за организация? Википедия вещает:
International GNSS Service (IGS, в прошлом International GPS Service) — добровольное объединение более чем 200 агентств, занимающихся сбором GPS и ГЛОНАСС данных с постоянно работающих базовых станций, расположенных по всему миру.
Организация кагбе международная. А вот адрес их офсайта: http://igscb.jpl.nasa.gov/. В общем, нетрудно понять, в чьих интересах эта структура работает.
На нашей территории находится некоторое количество станций этой организации (то ли 14, то ли 19 – я пока не определился; какие-то прекратили работу, какие-то хоть и считаются за две, но находятся в 20 м друг от друга).
Вот так выглядит станция в Обнинске:
На снимке приемная антенна. На другом конце кабеля находится сервер обработки и передачи данных. Данные общедоступны.
А вот, для сравнения, карта размещения измерительных станций нашей сети СДКМ:
Вот станция в г. Бразилиа:
Видно различие в охвате территории между нашей сетью и сетью вероятных друзей. Нам нужно расширять сеть. По этому-то поводу и идет сейчас возня в США с нашими станциями, заявления Рогозина и прочее.
Пока все. Если читатели захотят, а модераторы не будут возражать, продолжу.
Если камрад Muller, как геодезист, укажет на неточности в тексте, буду благодарен. Также охотно приму замечания от камрада Пепелаца.
Да и Удав насчет ГНСС писал комменты в основном по делу. Выскажется – приму к сведению. источник
Системы навигации подвижных наземных объектов и их характеристики
Рубрика: Технические науки
Статья просмотрена: 2183 раза
Библиографическое описание:
Сурков, В. О. Системы навигации подвижных наземных объектов и их характеристики / В. О. Сурков. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2013. — № 7 (54). — С. 76-79. — URL: https://moluch.ru/archive/54/7392/ (дата обращения: 20.12.2021).
Целью статьи являлся анализ существующих систем навигации для подвижных наземных объектов и сравнение их точностных характеристик. Сбор необходимых данных проводился путем рассмотрения нескольких навигационных систем различных производителей и изучения их технической документации и характеристик. Результаты показали что, точностные характеристики навигационных систем напрямую зависят от режима работы. Наиболее подходящим режимом работы является совместный режим (инерциальная навигационная система + спутниковая радионавигационная система). Лучшими точностными характеристиками обладают системы ООО «ТеКнол» (КомпаНав и БИНС-Тек).
Введение
Обычно под термином навигационная система принято понимать совокупность приборов, алгоритмов и программного обеспечения, позволяющих произвести ориентирование объекта в пространстве. Навигационные системы классифицируются в зависимости от назначения, объема получаемой навигационной информации и используемых методов навигации. В зависимости от области применения навигационные системы разделяют на системы морской, наземной и воздушной навигации. Система навигации подвижных наземных объектов (ПНО) решает задачи определения координат местоположения, параметров движения и углов ориентации подвижного объекта и выдачу необходимой информации. В статьях [1–2] производится обзор существующих навигационных систем, как военного, так и гражданского применения. В них подробно рассматривается работа некоторых датчиков, методы обработки информации в данных системах и сравниваются значений погрешностей в определения курса. В статье [3] сравниваются точностные характеристики и состав систем военного назначения. Однако, полный анализ и сравнение всех точностных характеристик навигационных систем для ПНО, как военного, так и гражданского применения в литературе не встречается. Целью статьи является обзор существующих систем навигации и сравнение их точностных характеристик.
Обзор навигационных систем
Система навигации ПНО решает задачи определения координат местоположения, параметров движения и углов ориентации подвижного объекта и обеспечивает выдачу следующих данных: горизонтальных координат (координат), высоты, путевой скорости, углов ориентации (крена, курса, тангажа), угловой скорости, ускорения.Обобщенная структурная схема навигационной системы ПНО представлена на рисунке 1.
Измерители автономной системы предназначены для определения координат, параметров движения и пространственного положения продольных осей ПНО.
В качестве измерителей могут быть использованы следующие устройства:
— измеритель угловой скорости — гироскоп микроэлектромеханический (система «КомпаНав-3» [4]),волоконно-оптический (система «БИНС-Тек» [5]);
— измеритель ускорения — акселерометр микроэлектромеханический (система «КомпаНав-2Т» [6]), кварцевый (система «БИНС-Тек»);
— измеритель магнитного поля Земли: 3-осный магнитометр (система «КомпаНав-2М» [7]),датчик магнитного поля (феррозонд) (система «Азимут» [8]);
— измеритель скорости, выполненный в виде механического («Гамма — 1» [9]) или доплеровского датчика скорости («ГАЛС — Д2М» [10])
В некоторых системах в состав автономной системы также входят: измеритель высоты — барометрический высотомер (система «КомпаНав-3»); измеритель пройденного пути, который может выполняться в виде одометра (система «БИНС-Тек», «Азимут»).
В качестве радиотехнической системы коррекции обычно используется приемник спутниковой навигационной системы (ГЛОНАСС/GPS) и радиотехнические системы дальней навигации «Чайка» и «LORAN-C», входящие в состав системы «ОРИЕНТИР» и КС-100М [11,12].
Основными для навигационных систем являются следующие режимы работы:
2. Автономный с коррекцией от СРНС.
Для системы «БИНС-Тек» также предусмотрен специальный режим работы — ZUPT ИНС/одометр, а автономный режим дополняется коррекцией от одометра.
При использовании только автономного (ИНС)режима возрастают погрешности определения навигационных параметров, из-за погрешностей измерителей ИНС. Недостатком применения только СРНС является низкая помехоустойчивость сигналов и наличие «мертвых зон»- мест не доступных для спутников СРНС. Следовательно, оптимальным режимом работы систем навигации для ПНО является режим коррекции от СРНС. Он подразумевает совместную работу ИНС и СРНС, что повышает надежность работы данных систем и точность определения координат. В таблице приведены сравнительные точностные характеристики систем для ПНО.
Сравнительные точностные характеристики навигационных систем для подвижных наземных объектов.