2020-04-12
240
Для преобразования температуры из градусов Цельсия в Кельвины используется следующая формула:
TK = T°C + 273.15;
Задание: Вычислить углы возвышения и тропосферную задержку сигнала всех спутников GPS, измерения, для которых есть в работе №2. Для каждого спутника вычисляется тропосферная задержка по каждой из моделей (Хопфилд, Саастамойнена и Блэка). Углы возвышения спутников вычислить через зенитные расстояния (для каждого спутника угол возвышения вычисляется индивидуально). Для вычисления зенитных расстояний использовать координаты спутников полученные в работе №4 и приближённые координаты пункта наблюдения, полученные в работе №5. Для вычисления тропосферной задержки сигнала использовать метеорологические параметры из таблицы 1 в соответствии с номером варианта для работы №1 (если номер вашего варианта N>30 то для выбора варианта в таблице №1 используйте значение N-30).
Выполненная работа должна иметь следующую структуру:
1) Титульный лист (см. приложение А);
2) Теоретическая часть (конспект методических указаний);
3) Основная часть работы. Включает в себя исходные данные, промежуточные вычисления (только указанные в примерах ниже) и результаты выполнения работы;
4) Вывод (пишется самостоятельно, не менее 3х строк).
Примеры таблиц:
Таблица N – Исходные данные
| № варианта | Температура | Давление | Влажность |
| °С | мБар | мБар | |
| 1 | 2.0 | 1021.7 | 5.182 |
Таблица N+1 – Координаты пункта
| Пункт | XP, м | YP, м | ZP, м |
| P | 2828685.470 | 2045342.835 | 5320434.726 |
Таблица N+2 – Координаты спутников
| № спутника | XSAT, м | YSAT, м | ZSAT, м |
| GPS 1 | -5613891.382 | 17798843.093 | 19526767.557 |
| … | … | … | … |
| GPS n |
Таблица N+3 – Промежуточные вычисления
| № спут. | uSAT, м | vSAT, м | wSAT, м | Z, ° | E, ° | md(E) |
| GPS 1 | 2793051.071 | 17712753.66 | 15136629.55 | 49.831254 | 40.168745 | 1.5481 |
| … | … | … | … | … | … | … |
| GPS n |
Таблица N+4 – Результат
| № спутника | Т, модель Хопфилд | Т, модель Саастамойнена | Т, модель Блэка |
| GPS 1 | 4.144 | 4.236 | 4.149 |
| … | … | … | … |
| GPS n |
Таблица 1 – Метеорологические параметры для вариантов
| №№ | Температура | Давление | Влажность |
| °С | мБар | мБар | |
| 1 | 2.0 | 1021.7 | 5.182 |
| 2 | 0.4 | 1021.2 | 4.638 |
| 3 | 6.6 | 1004.4 | 7.908 |
| 4 | 0.6 | 992.9 | 4.895 |
| 5 | 0.0 | 993.0 | 4.608 |
| 6 | 6.0 | 996.6 | 7.101 |
| 7 | 1.4 | 993.9 | 5.224 |
| 8 | -6.5 | 995.9 | 2.581 |
| 9 | -3.4 | 992.8 | 3.683 |
| 10 | 0.0 | 996.4 | 4.669 |
| 11 | -5.2 | 1000.8 | 3.027 |
| 12 | 11.5 | 983.5 | 9.640 |
| 13 | 17.7 | 970.1 | 17.436 |
| 14 | 16.8 | 980.8 | 14.816 |
| 15 | 2.3 | 992.9 | 5.747 |
| 16 | 9.5 | 996.8 | 9.411 |
| 17 | 16.2 | 989.8 | 15.261 |
| 18 | 8.6 | 997.5 | 9.228 |
| 19 | 11.7 | 993.1 | 12.340 |
| 20 | 13.3 | 993.7 | 13.322 |
| 21 | 10.5 | 1001.2 | 9.335 |
| 22 | 8.0 | 1005.5 | 7.235 |
| 23 | 3.0 | 1007.6 | 6.105 |
| 24 | 2.1 | 1008.4 | 5.535 |
| 25 | 2.8 | 1002.2 | 6.029 |
| 26 | 6.5 | 1001.3 | 7.849 |
| 27 | 29.0 | 987.8 | 37.640 |
| 28 | 35.3 | 980.7 | 53.414 |
| 29 | 34.7 | 980.5 | 40.763 |
| 30 | 36.7 | 986.2 | 44.845 |
Таблица 2 – Пример вычисления зенитного расстояния
| 1. Исходные данные | ||||||
| SAT (Координаты спутника) | P (Координаты пункта наблюдения) | |||||
| XSAT, м | YSAT, м | ZSAT, м | XP, м | YP, м | ZP, м | |
| -5613891.382 | 17798843.093 | 19526767.557 | 2828685.470 | 2045342.835 | 5320434.726 | |
| Температура | Давление | Влажность | Параметры WGS 84 | |||
| T, °С | P, гПа | e, гПа | a, м | e^2 | ||
| 35.3 | 980.7 | 53.414 | 6378137 | 0.00669438 | ||
| 2. Вычисление эллипсоидальных координат пункта наблюдения | ||||||
| R, м | C | P | S1 | B1 | S2 | |
| 6363325.740 | 0.990151556 | 0.0033550 | 0 | 0.990151556 | 0.0030848 | |
| E, рад. | B2 | S3 | E, рад. | B3 | S4 | |
| 0.0030848 | 0.993236370 | 0.00307652 | 8.29026E-06 | 0.99322808 | 0.003076546 | |
| E, рад. | B, радиан | L, радиан | H, м | |||
| 2.2437E-08 | 0.99322808 | 0.626043191 | 160.9501628 | |||
| 3. Вычисление топоцентрических координат спутника | ||||||
| Ф | ΔX, м | ΔY, м | ΔZ, м | |||
| -0.67890736 | -0.67890736 | 0.54598825 | -8442576.852 | 15753500.26 | 14206332.83 | |
| -0.58594294 | 0.81035231 | 0.00000000 | uSAT, м | vSAT, м | wSAT, м | |
| 0.44244284 | 0.44244284 | 0.83779283 | 2793051.071 | 17712753.661 | 15136629.548 | |
| Z, радиан | Z, ° | E, радиан | E, ° | |||
| 0.869719455 | 49.83125415 | 0.701076871 | 40.16874585 | |||
| 4. Преобразование размерностей | ||||||
| Температура | Давление | Влажность | ||||
| К | гПа | гПа | ||||
| 308.45 | 980.7 | 53.414 | ||||
| 5. Вычисление параметров для моделей Хопфилд и Саастамойнена | ||||||
| hd, м | hw, м | К1, К/гПа | К2, К/гПа | К3, К2/гПа | ||
| 45000 | 11000 | 77.64 | 64.8 | 371800 | ||
| 6. Вычисление функции отображения тропосферы (для E = 40.168746°), вычисляется отдельно для каждого спутника | ||||||
| md(E) | mw(E) | |||||
| 1.548121315 | 1.548121315 | |||||
| 7. Вычисление значений тропосферной задержки | ||||||
| Модель Хопфилд | Модель Саастамойнена | |||||
| Tz.d , м | Tz.w, м | T, м | Tz.d , м | Tz.w, м | T, м | |
| 2.222 | 0.455 | 4.144 | 2.235 | 0.501 | 4.236 | |
| Модель Блэка | ||||||
| lc | r, м | Tdry | Twet | T, м | ||
| 0.166999525 | 6363325.74 | 3.436 | 0.713 | 4.149 | ||
Контрольные вопросы к работе №6
1. Опишите устройство общеземной прямоугольной геоцентрической системы координат.
2. Опишите устройство горизонтной топоцентрической системы координат.
3. Что такое зенитное расстояние спутника?
4. Что такое угол возвышения спутника?
5. Что такое «зенитное направление»?
6. Что такое тропосфера Земли?
7. Что такое тропосферная задержка навигационного сигнала?
8. Как тропосферная задержка навигационного сигнала влияет на результаты измерения кодовых и фазовых псевдодальностей?
9. Что такое модель тропосферы? Какие модели тропосферы вам известны?
10. Какие метеорологические параметры необходимы для применения моделей тропосферы? К какой точке пространства относятся эти метеорологические параметры?
11. Каким образом могут быть получены необходимые метеорологические параметры?
12. На какие составляющие зачастую разделяют тропосферную задержку навигационного сигнала? Для чего это делается?
13. Как тропосферная задержка зависит от частоты навигационного сигнала?
14. Как тропосферная задержка зависит от угла возвышения спутника? Чем обусловлена эта зависимость?
15. Что такое функция отображения тропосферы? Для чего она используется?
16. Как происходит переход от тропосферной задержки в зенитном направлении к тропосферной задержке по направлению на спутник?
17. Что называют суммарной тропосферной задержкой?
18. Что такое поправка в псевдодальность за влияние тропосферы?
Правила оформления работ:
При оформлении практических работ в электронном виде необходимо придерживаться следующего:
§ Шрифт: Times New Roman
§ Размер шрифта: 14
§ Межстрочный интервал 1.5
§ Отступы перед и после абзаца: 0
§ Поля: верхние/нижние: 2 см., левые: 3 см., правые: 1.5 см.
§ Выравнивание: по ширине
§ Работа должна быть представлена одним файлом в формате «.docx»
§ Имя файла: Практическая работа «номер работы» по «название предмета».docx
Пример имени файла: Практическая работа 6 по ССиТП.docx
Правила сдачи работ на проверку:
Работы сдаются на проверку в электронном виде.
В электронном виде работы высылаются на электронную почту: miigaik_gnss@mail.ru
В теме письма должны быть указаны: ФИО, группа, № практической работы. Указанное в теме письма наименование группы используется для автоматической сортировки писем. Письма с неправильно указанной темой – не проверяются. Каждая работа отправляется на почту отдельным письмом.
Пример: Иванов И.И. ГФ ПГ 3-1с Работа №1
Преподаватель осуществляет проверку работ в электронном виде и высылает ответ на ваш адрес электронной почты. Возможны следующие варианты ответа:
1. Работа принята;
2. Работа не принята, к письму прикреплены замечания по работе;
3. Работа не принята, так как неверно оформлена или выполнена не полностью;
Идентификаторы групп на весенний семестр 2019/2020 учебного года:
ГФ ГиДЗг 3-1аб
ГФ ГиДЗг 3-2аб
ФПКиФ ГиДЗакс 3-1б
ФПКиФ ГиДЗипд 3-1б
ФПКиФ ГиДЗипр 3-1б
Приложение А. Оформление титульного листа
Московский Государственный Университет Геодезии и Картографии (МИИГАиК)
Геодезический факультет
Кафедра прикладной геодезии
Практическая работа №6 по курсу:
«Глобальные навигационные спутниковые системы»
на тему:
Вычисление тропосферной задержки
Вариант №0
Работу выполнил:
Студент ГФ ПГ 3-1с
Иванов И.И.
Дата сдачи: 30.10.19
_________________
Работу проверил:
Преподаватель
Морозов Д.А.
Дата:
_________________
Москва, 2019
