Пример готовой дипломной работы по предмету: Информационные технологии
Содержание
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ………………………………………………………………………. 3
Глава
1. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (СРНС)
второго поколения ГЛОНАСС/GPS…………………………………………..8
1.1 .Общие исторические сведения…………………………………………… 8
1.2. Описание СРНС второго поколения…………………………………….13
1.3. Общие сведения о методах определения координат потребителя посредством спутниковой навигационной аппаратуры СРНС ГЛОНАСС с учётом специфики решения задач управления инфраструктурой железнодорожного транспорта РФ…………..……………………………….27
Глава
2. Моделирование ГЛОНАСС измерений с учётом возмущающих факторов………………………………………………………………………..51
2.1. Псевдодальность по коду……………………………………………… 52
2.2. Ионосферная рефракция………………………………………………..53
2.3. Тропосферная рефракция……………………………………………… 57
2.4. Погрешности эфемеридного обеспечения ……………………… 61
2.5. Погрешности частотно-временного обеспечения…………………….62
Глава
3. Определение координат потребителя по ГЛОНАСС………………70
3.1. Вычисление координат НИСЗ на момент обсервации………………….70
3.2. Абсолютный метод определения координат потребителя по СРНС второго поколения ГЛОНАСС ………….…………………………………… 75
3.3. Модификация дифференциального метода определения координат потребителя по СРНС второго поколения с коррекцией координат……..….80
3.4. Метод относительных фазовых определений координат потребителя по СРНС второго поколения ГЛОНАСС………………………………………… 85
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………… 92
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………. ………………..98
Приложения……………………………………………………………..…… 103
Выдержка из текста
ВВЕДЕНИЕ
Сетевые спутниковые радионавигационные системы (СРНС) второго поколения ГЛОНАСС являются средствами высокоточного определения времени, координат, параметров движения потребителя в любой точке Земной поверхности в любое время суток вне зависимости от метеорологических условий.
На сегодняшний день в России и за рубежом созданы различные виды одно- и двухчастотной аппаратуры потребителя, позволяющие производить измерения времени с погрешностью не хуже
10. нс, псевдодальностей до навигационных искусственных спутников Земли (НИСЗ) СРНС ГЛОНАСС/ по коду с точностью 0.1 кодовой последовательности (0.3 м), на фазе несущей с точностью 0.003 м, что позволяет осуществлять определение координат потребителя с метровой и субсантиметровой точностью [16].
Различными фирмами производителями программного обеспечения (ПО) созданы программные комплексы (ПК) для целей определения координат, параметров движения потребителя, точных моментов синхронизации для различных областей производственной и хозяйственной деятельности человека, таких как: авиация, флот, геодезия, связь и другие.
Основой для построения навигационно-геодезического решения являются:
• Метки времени навигационных сигналов СРНС ГЛОНАССА.
• Эфемериды НИСЗ, содержащиеся в Кадре навигационного сообщения.
• Измеренные псевдодальности аппаратурой потребителя до НИСЗ.
Применение аппаратуры потребителя СРНС ГЛОНАСС на железнодорожном транспорте до сегодняшнего дня сдерживалось ввиду следующих объективных причин:
• Отсутствие цифровой системы радиосвязи железнодорожного транспорта Российской Федерации.
• Отсутствие свободных радиоканалов передачи данных на железной дороге Российской Федерации.
• Отсутствие возможности осуществления контроля проследования поездом участков пути в полном составе, использующего в качестве датчика положения только аппаратуру потребителя СРНС ГЛОНАСС.
• Отсутствие математического и алгоритмического обеспечения решения навигационно-геодезических задач посредством СРНС ГЛОНАСС с метровой и субсантитметровой точностью в режиме реального времени, учитывающего специфику железнодорожного транспорта.
• Несоответствие существующего ПО аппаратуры потребителя СРНС ГЛОНАСС требованиям, предъявляемым к ПО средств железнодорожной автоматики (ЖАТ) [1,9].
Создание цифровой системы радиосвязи железнодорожного транспорта Российской Федерации создаёт благоприятные условия для внедрения аппаратуры потребителя ГЛОНАСС в системы ЖАТ.
Актуальность выбранной темы выпускной работы определяется большим производственным и экономическим значением для железнодорожного транспорта СРНС ГЛОНАСС.
Применение аппаратуры потребителя СРНС ГЛОНАСС на железных дорогах РФ позволит кардинально и в кратчайшие сроки решить актуальные задачи по повышению эффективности эксплуатационной и производственной деятельности:
• В режиме реального времени и постобработки данных с субсантиметровой точностью производство всех съёмочных и разбивочных геодезических работ, возникающих при изысканиях, проектировании, строительстве и текущем содержании железных дорог, мониторинге железнодорожных путей и сооружений; разбивочных и выправочных работ, межевание земель, осуществление инвентаризации и создание кадастра железных дорог.
• Осуществление координатно-временного обеспечения систем безопасности движения подвижного состава и систем интервального регулирования.
• Осуществление позиционного сопровождения перемещения грузов.
• Осуществление позиционной поддержки решения задач диспетчеризации.
В настоящий момент МПС РФ рассматривает СРНС ГЛОНАСС в качестве средства, обеспечивающего третий уровень безопасности железнодорожного транспорта РФ в многоуровневой системе управления маршрутами и обеспечения безопасности движения поездов. Навигационную аппаратуру потребителя СРНС ГЛОНАСС ГУП ВНИИАС МПС России интегрирует в системы маневровой локомотивной сигнализации (МАЛС) с цифровым радиоканалом для целей управления движением маневровых локомотивов в рамках государственной программы по повышению безопасности движения.
Цель выпускной работы – разработка методов осуществления контроля свободности участков пути посредством аппаратуры потребителя СРНС ГЛОНАСС.
С учётом изложенного, были сформулированы следующие задачи работы:
1. Изучить и описать существующие методы определения координат потребителя посредством СРНС ГЛОНАСС.
2. Установить области применения существующих методов определения координат потребителя посредством СРНС ГЛОНАСС на железнодорожном транспорте.
3. Определить круг решаемых задач аппаратурой потребителя СРНС ГЛОНАСС на железнодорожном транспорте.
4. Разработать методы создания цифровой модели пути станций и перегонов посредством аппаратуры потребителя СРНС ГЛОНАСС.
5. Разработать методы контроля положения самостоятельных подвижных единиц на станциях и перегонах.
Объект исследования выпускной работы – географическая информационная система ГЛОНАСС.
Предмет исследования выпускной работы — методы контроля посредством аппаратуры потребителя СРНС ГЛОНАСС.
Впервые разработаны методы позволяющие производить нахождение целочисленных значений неоднозначностей измерений на фазе несущей за одну эпоху наблюдений, в режиме реального времени, при синхронных наблюдении минимум 4х НИСЗ двумя и более навигационно-геодезическими приёмниками потребителя СРНС ГЛОНАСС за счёт формирования дополнительных математических условий.
Практическая значимость работы состоит в следующем:
1. Установлены области применения аппаратуры потребителя СРНС ГЛОНАСС на железнодорожном транспорте.
2. Определён круг решаемых задач посредством аппаратуры потребителя СРНС ГЛОНАСС на железнодорожном транспорте.
3. Разработано устройство определения длины поезда на пункте контроля полносоставности посредством навигационной аппаратуры потребителя СРНС ГЛОНАСС.
4. Разработаны методы создания цифровой модели пути станций и перегонов посредством аппаратуры потребителя СРНС ГЛОНАСС.
5. Разработаны методы контроля положения самостоятельных подвижных единиц на станциях и перегонах.
6. Построены модели учёта возмущающих факторов, вносящие дополнительные ошибки в определение координат потребителя посредством аппаратуры потребителя СРНС ГЛОНАСС/GPS.
Список использованной литературы
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Безопасность железнодорожной автоматики и телемеханики, методы расчёта показателей безотказности и безопасности СЖАТ // С-Пб.: МПС РФ, 1994.
2. В полете — тройка «Ураганов». Владимиров А. // Новости космонавтики, 1999, №№ 2, 3.
3. Геодезия (Уравнительные вычисления).
Михайлович К. // М.: Недра, 1984.
4. Геоинформационные системы и технологии на железнодорожном транспорте. Матвеев С. И., Коугия В. А., Цветков В. Я.// М.: УМК МПС России, 2002.
5. ГЛОНАСС «Интерфейсный контрольный документ» редакция четвёртая // М.: Координационный научно-информационный центр ВКС, 1998.
6. Глобальная Спутниковая Радионавигационная Система ГЛОНАСС. под ред. Харисова В.Н., Болдина В.А., Перова А.И., М.: ИПРЖ, 1999.
7. Глобальная Спутниковая Радионавигационная Система ГЛОНАСС. Волков Н.М., Иванов Н.Е., Салищев В.А., Тюбалин В.В. // Успехи современной радиоэлектроники, 1997, № 1.
8. ГЛОНАСС как средство высокоточной передачи координированного всемирного времени ЦТС. Лебедев М. // М.: Координационный научно- информационный центр ВКС, 1996.
9. Железнодорожные применения ПО для железнодорожных систем управления и защиты. // Тех. Ком. СЕМЕЕЕС ТС 9Х «Электрические и электронные системы для железнодорожного применения» / подкомитет 8С
9 ХА «Системы связи, сигнализации и управления технологическими процессами», Мюнхен, 1995.
10. Инструкция по ремонту и обслуживанию автосцепного устройства подвижного состава железных дорог // МПС РФ, ЦВ-ВПИИЖТ-494. М.: Транспорт 2000.
11. Ионосфера. Иванов-Холодный Г. С. // БСЭ.: Советская энциклопедия, 1969- 1978.
12. Комбинаторика. Тараканов В. Е. // БСЭ.: Советская энциклопедия, 1969 — 1978.
13. Контроль свободности участков пути на базе спутниковых радионавигационых систем второго поколения ГЛОНАСС/. Турин С.Е. // Ведомственные корпоративные сети и системы (ВКСС-соппес1;), 2002, № 1.
14. Лекции по дисциплине космическая навигация. Алексашин Е. П. // М.: МИИГАиК, 1996- 1997.
15. Матричные вычисления, Голуб Дж., Ван Лоун Ч.// М.: Мир, 1999.
16. Навигационная аппаратура потребителей спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС и №уз
1 аг СН-3022, руководство по эксплуатации. // М.: КБ НАВИС, 1999.
17. Наименьших квадратов метод, Болынев Л. Н. // БСЭ.: Советская энциклопедия, 1969 — 1978.
18. Обобщенный метод наименьших квадратов. Теория и применение в астрономии. Губанов В.С. // С-Пб.: Наука, 1997.
19. Об использование в Российской Федерации глобальных спутниковых навигационных спутниковых систем на транспорте и геодезии. // Постановление Правительства РФ от 3 августа 1999 г. № 896.
20. Определение неоднозначностей фаз и исправление ошибок потери цикла в фазовых измерениях спутников GPS. Кешин М. О.// С-Пб.: препринт №
67. РАН, институт теоретической астрономии, 1997.
21. Отчёт об экспериментальных работах по изучению возможности применения плат спутниковых ГЛОНАСС/GPS приёмников в системе МАЛС. Гурин С. Е., Павлов А. М.// М.: ВНИИАС МПС России, 2002.
22. Отчёт о применении спутниковых радионавигационных ГЛОНАСС/GPS приёмников на малодеятельных линиях, Гурин С. Е. // М.: ВНИИАС МПС России, 2002.
23. Радиотехнические системы, под ред. проф. Казаринова Ю.М. // М.: Высшая школа, 1990.
24. Распространение радиоволн. Виноградова М. Б., Гайлит Т. А. // БСЭ.: Советская энциклопедия, 1969 — 1978.
25. Системы спутниковой навигации. Соловьёв Ю. А. // М.: Эко-Трендз, 2000.
26. Спутниковые навигационные системы Липкин И. А. // М.: Вузовская книга, 2001.
27. Тропосфера. Хромов С. П. // БСЭ.: Советская энциклопедия, 1969 — 1978.
28. Численное решение задач метода наименьших квадратов, Лоусон Ч. и Хенсон Р. // М.: Наука, 1986.
29. A new method for GPS ambiguity resolution on-the-fly at short baselines. Kjell Almgren // Doctoral Dissertation, Division of Geodesy, Report № 1047 / Kungl Tekniska Högskolan, Stockholm, Sweden, 1998.
30. Bericht der Expertengruppe GPS-Referenzstationen im Arbeitskreis Grundlagenvermessung // Arbeitsgemeinschaft der Vermessungsverwaltungen der Länder der BRD (AdV) 1998.
31. Carrier Phase-based long-range GPS kinematic positioning. Shaowei Han. // Shool of geomatic engineering university of new south wales Sydney NSW 2052 Australia / Unisurv report S-49, 1997.
32. Entwicklung eines hochpräzisen DGPS-DGLONASS Navigationssystems unter besonderer Berücksichtigung von Pseudolites. Wolfgang Werner. // Studiengang Vermessungswesen Universität der Bundeswehr, Heft 64 / Neubiberg, 1999.
33. Equipment and procurement division bid invitation for GPS survey system. / Arkansas state highway and transportation department USA, 2001.
34. Geodetic Applications of the Global Navigation Satellite System (GLONASS) and of GLON ASS/GPS Combinations. Heinz Habrich // Mitteilung des Bundesamtes fÜK Kartographie und Geodäsie, Band 15 / Verlag des Bundesamtes für Kartographie und Geodäsie, Frankfurt am Main 2000.
35. Global Positioning System: Theory and Applications // Volume I, Progress in Astronautics and Aeronautics Volume 163, Edited by Bradford W. Parkinson and James J. Spilker Jr. / Published by the American Institute of Aeronautics and Astronautics, Inc. 1996.
36. GPS satellite surveying. Alfred Leick // John Wiley & sons inc, 1995.
37. Global Positioning System: Theory and Practice. Hofmann-Wellenhof, B. Lichtenegger, H. & Collins, J. // Springer-Verlag Wien, New York, 1994.
38. Handbuch Ingenieurgeodäsie — Eisenbahnbau. Müller u.a. // HerbertWichman Verlag, 2000.
39. High precision GPS processing in kinematic mode. Marc Cocard // Geodätisch-geophysikalische Arbeiten in der Schweiz, Fortsetzung der Publikationsreihe «Astronomisch-geodätische Arbeiten in der Schweiz» / herausgegeben von der Schweizerischen Geodätischen Kommission, Zweiundfünfzigster Band Volume 52, 1995.
40. Keeping Track of RF. Ed Furman, Steve Lampe, Ed Immel // GPS World, № 1, 2001.
41. Linear Algebra, Geodesy and GPS. Gilbert Strang and Kai Borre // Wellesley — Cambridge Press, 1997.
42. Long-Range RTK Positioning Using Virtual Reference Stations. U. Vollath, A. Buecherl, H. Landau, C. Pageis, B. Wagner // The institute of navigation USA , Proceedings of ION GPS-2000.
43. Multi — Sensor Position Server for Railway Operation. Andreas Rehkopf // 4 th Internationale Conference on "Land Vehicle Navigation — ITS ready for market" / DGON 1998 Hanover (Germany).
44. Navstar GPS Space Segment/Navigation User Interfaces // ARINC RESEARCH CORPORATION 2250 E. Imperial Highway, Suite 450 El Segundo, CA 90245-3509 / ICD-GPS-200, Revision C, Initial Release 11.10. 1999.
45. Precise Kinematic GPS Positioning with Kaiman Filtring and Smoothing, Theory and Applications. Patric Jansson // Kungl Tekniska Högskola, Stockholm, Sweden, 1998.
46. Reilway Engineering. V.A. Profillidis / AshGate, 2000.
47. Russia in space. Brian Harvey / Springer, 2001.
48. Satellite orbits — Models, Methods, and Applications. Oliver Montenbruck and Eberhard Gill // Springer — Verlag Berlin Heidelberg New York, 2000.
49. Transformation Between WGS-84 and PZ-90. Mirsa P. N., Abbot R. I., Gaposchkin E. M. // Proceedings of the 9th International Technical Meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation ION GPS-96 / Kansas City, Missouri, 1996.
50. Transformation Parameters Between WGS-84 and PZ-90. Rossbach U., Habrich H., Zarraoa N. // Proceedings of the 9 International Technical Meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation, ION GPS-96 / Kansas City, Missouri, 1996.
51. Untersuchungen zu hochpräzisen kinematischen DGPS-Echtzeitverfahren mit besonderer Berücksichtigung atmosphärischer Fehlereinflüsse. Helmut Biomenhofer // Schriftenreihe Studiengang Vermessungswesen Universität der Bundeswehr München, Heft 51 / Neubiberg, 1996.
52. Using Global Positioning System Carrier Phase Measurements in a Nondifference Mode. Clyde C. Goad / NOAA Rockville, Maryland, 1985.
