Презентации

1. Спутниковые системы и технологии позиционирования

Мареев Артем Владимирович, к.т.н.,
ст. преподаватель кафедры
Космической и физической геодезии
Ауд. 347/542

2. Учебный процесс

• Лекции – 17 часов (8 шт),
• лабораторные занятия – 17 часов (8 шт)
ВНИМАНИЕ: лабораторные занятия
выполняются с использованием спутниковой
аппаратуры – НЕ ПРОПУСКАТЬ!!!
• Зачет c оценкой

3. Цели и задачи дисциплины

Приобретение
- знаний о методах и средствах, используемых в
спутниковых технологиях для определения координат на
поверхности Земли и в пространстве с использованием
глобальных навигационных спутниковых систем
ГЛОНАСС, GPS
- практических навыков и умений в решении задач геодезии
и картографии с использованием спутниковых технологий.
Формирование профессиональных компетенций,
определяющих готовность и способность студентов к
использованию полученных знаний из области
спутниковых технологий для решения задач геодезии

4. Ожидаемые результаты освоения дисциплины :

• Знания:
- принципы функционирования спутниковых
навигационных систем
- технологии спутникового позиционирования
• Умения:
-выбирать подходящую по типу спутниковую
аппаратуру для решения различных задач;
- выполнять и обрабатывать простейшие
ГНСС-измерения в разных режимах

5. Что это дает?

• Получить возможность устроиться в
компании, занимающиеся геодезическими
изысканиями;
• Для продвинутых студентов ‒ получить
знания для интегрирования ГНСС –
позиционирования в собственные
технические проекты

6. Программа курса

• Принципы функционирования ГНСС
• Системы координат и времени,
используемые в ГНСС
• Подсистемы ГНСС
• Методы ГНСС (Определения координат)
• Источники ошибок ГНСС измерений
• Обработка ГНСС наблюдений

7. Программы для организации обучения

• Obsidian – свободное ПО для организации
записных книжек;
• Freeplane – свободное ПО для составления
интеллект-карт;
• Exalidraw – составление алгоритмов,
интеллектуальных карт;
• Anki – формирование карточек для
самотестирования;

8. Литература

1. Антонович К.М. Использование спутниковых
радионавигационных систем в геодезии. Том1.
М., 2005.- Том 2, 2006.
2. Соловьев, Ю.А. Спутниковая навигация и ее
приложения [Текст] / Ю.А. Соловьев.– М. ЭкоТрендз. – 2003. – 326 с.

9. Периодические издания

1. Геодезия и картография. Отраслевой
журнал.
2. Вестник ГЛОНАСС (и электронный
вариант) http://vestnik-glonass.ru/
3. Геопрофи (И электронный вариант)
http://www.geoprofi.ru/
4. GPS Solutions
5. Вестник СГУГиТ

10. 1. Введение ГНСС – глобальные навигационные спутниковые системы: GPS – Global position system, МО США, спутники NAVSTAR;

ГЛОНАСС – глобальная навигационная спутниковая
система, СССР-Россия, МО
GALILEO – ESA, Европейское космическое
агентство, для гражданского пользования
Бэйдоу – ГНСС, Китай, спутники Compass
Разработки в Индии (IRNSS), Японии (MSAS)

11. GPS ГЛОНАСС

GPS
• Запуск первого спутника
NAVSTAR – 1978
• 1982: 6 спутников на орбите
• Полное развертывание 1993
г
• Состав группировки КНС
GPS 06.02.2025.
• Всего в составе ОГ GPS 32
КА
• Используются по целевому
назначению 31 КА
• Временно выведен на
техобслуживание 1 КА
Бэйдоу, Китай, на 28.01.19
Всего 38 КА
По целевому назначению 33
ГЛОНАСС
• Первый запуск трех спутников ГЛОНАСС
в 1982
• Полное развертывание (24 спутника) – 1995
г.
• 2001 г – осталось 6 спутников.
• 2001 г – 2011 ФЦП «Глобальная
навигационная система ГЛОНАСС»
• 2012-2020 гг ФЦП «Поддержание, развитие
и использование системы ГЛОНАСС»
• Состав группировки КНС ГЛОНАСС на
06.02.2025.
• Всего в составе ОГ ГЛОНАСС 26 КА
• Используются по целевому назначению 23
КА
• На этапе летных испытаний 1 КА
• Орбитальный резерв 1 КА
• На техобслуживании 1 КА

12. Достоинства ГНСС:

• Определение местоположения с точностью см –
единицы метров практически на любых
расстояниях
• Определение трех координат (3D) с практически
одинаковой точностью
• Всепогодность
• Высокая автоматизация
• Обеспечение непрерывных наблюдений
• Выполнение измерений в движении
• Возможность работы в реальном времени

13. Применение ГНСС

Все виды топографо-геодезических работ
Городской и земельный кадастр
Геодинамические исследования
ГИС различного назначения
Гидрология и гляциология
Навигация на транспорте (автомобильный, жд, водный,
воздушный)
Контроль строительства и мониторинг инженерных
сооружений
Системы дополненной виртуальной реальности
Сельское хозяйство
Системы обеспечения безопасности
Беспилотные автомобили и летательные аппараты

14. Применение ГНСС

• Управление парками транспортных средств
и служб спасения
• Отслеживание поездов, городских
транспортных потоков
• Метеорология
• Автомобильные навигаторы

15. Комплексирование (объединение) с другими средствами:

• Навигатор для слепых и спасателей (GPSприемник + инерциальная система,
цифровой компас, барометр-высотомер,
шагомер
• Путеизмерительная тележка на железной
дороге: ГНСС-приемник + инерциальная
система + датчики
• ГНСС + ИНС для навигации в городах
• ГНСС + сотовая связь, ГНСС+
видеорегистраторы, ГНСС + лазерное
сканирование

16.

17. Принцип определения местоположения с использованием ГНСС

• Пространственная линейная засечка от
спутников с известными координатами.
• Измеряется расстояние до спутников с
известными координатами.
• Координаты спутников известны
потребителю из навигационного
сообщения.

18. Принцип определения местоположения с использованием ГНСС

19. Двунаправленный и однонаправленный способы измерения расстояний

В ГНСС – однонаправленный
способ измерения расстояний

20. Часы спутника и приемника должны идти синхронно!

• Выход:
• Поправка часов приемника –
дополнительное неизвестное dtпр.
• Итого: 4 неизвестных для определения трех
координат – X,Y,Z и dtпр.
• Для определения своего пространственного
положения необходимо измерить
расстояния минимум до четырех
спутников.

21.

1. Расшифруйте: ГНСС, GPS, ГЛОНАСС
2. ГНСС кроме GPS и ГЛОНАСС - …
3. В настоящее время в составе GPS …
спутников, ГЛОНАСС - … спутников
4. Достоинства ГНСС – (2-3)…
5. Применение ГНСС (2-3 области)….
6. Принцип определения положения с
помощью ГНСС
7. Почему для определения 3D необходимо
измерить расстояния минимум до 4
спутников?