земельный кадастр билеты госы. 2. Современная философия науки, её предмет и особенности
 Скачать 0.81 Mb.
|
|
Классификация государственных плановых геодезических сетей. Государственная плановая геодезическая сеть является главной геодезической основой для выполнения геодезических работ при изысканиях, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений, при производстве топографических съёмок, решении научных проблем, а также при обеспечении военных действий. Государственная плановая геодезическая сеть строится в соответствии с принципом перехода от общего к частному и делится на 1, 2, 3, 4 классы, отличающиеся друг от друга по точности измерения углов и линий, размерам сторон и способу закрепления точек на местности. Государственная сеть 1-го класса служит геодезической основой для построения всех остальных плановых сетей. С помощью этой сети на территории страны вводится единая система координат. Результаты измерения в сетях 1-го класса используются для решения научных геодезических задач. Государственная геодезическая сеть 1-го класса создаётся в виде триангуляционных рядов, прокладываемых вдоль параллелей и меридианов на расстоянии примерно200 км друг от друга. Ряды, идущие вдоль параллелей и меридианов, пересекаясь друг с другом, образуют полигоны периметром 800-1000 км. Каждая из четырёх сторон этого полигона, называемая звеном, состоит из треугольников, близких к равносторонним, с расстоянием между вершинами не менее 20 км. На концах звеньев, т.е. в вершинах полигонов, измеряют длину одной из сторон с относительной погрешностью не более 1:400 000. в пунктах лежащих на концах таких сторон, выполняют астрономические измерения широты, долготы и азимута. Горизонтальные углы в треугольниках 1-го класса измеряют высокоточными теодолитами со средней квадратической погрешностью 0.7``. в тех районах, где по условиям местности построение триангуляции сопряжено со значительными трудностями, её заменяют ходами полигонометрии 1-го класса. Государственная сеть 2-го классаделается сплошной. Она заполняет собой полигоны 1-го класса и опирается на их пункты. Треугольники имеют стороны длиной 7-20 км. Горизонтальные углы в треугольниках сети измеряют со средней квадратической погрешностью 1.0``, а стороны – с относительной ошибкой не более 1:300 000. измеряемые стороны располагают равномерно по всей сети, но не реже, чем через 25 треугольников. Допускается замена триангуляции полигонометрическими ходами 2-го класса. Государственные сети 3-го и 4-го классовпредназначены для сгущения сети пунктов 1 и 2 классов. Их строят в виде вставок отдельных пунктов в существующую сеть более высоких классов. Длины сторон треугольников сети 3-го и 4-го классов составляют соответственно 5-8 км и 2-5 км при относительной погрешности измеряемых сторон не более 1:200 000. углы измеряют со средней квадратической погрешностью 1.5 и 2. вместо триангуляции разрешается применять полигонометрические ходы 3 и 4 классов. Закрепление на местности пунктов государственной геодезической плановой сети выполняется специальными устойчивыми и долговременными центрами. В зависимости от характера грунта и других физико-географических условий местности применяют различные конструкции центров. Важнейшей частью любого центра является чугунная марка с небольшим, расположенном посередине, отверстием, которое обозначает закрепляемую точку геодезической сети. Каждый центр имеет несколько дублирующих друг друга чугунных марок, расположенных на разной глубине, но на одной отвесной линии. Поскольку в государственных геодезических сетях расстояния между пунктами составляют от двух до двадцати и более километров, то обеспечить видимость между такими пунктами с земли невозможно. Кроме того, атмосфера в непосредственной близости от земли существенно влияет на погрешности результатов измерений. По этим причинам на пунктах государственных плановых геодезических сетей строят специальные сооружения, геодезические сигналы или пирамиды. С помощью геодезических сигналов теодолит при измерении углов устанавливается высоко над землёй. Для геодезиста на уровне, удобном для работы с теодолитом, сооружается специальная площадка с ограждением, лестницей и крышей. На крыше устанавливается визирный барабан для наведения на данную точку со смежных пунктов сети. По конструкции сигналы делятся на простые и сложные. Простые сигналы имеют высоту до 15 м, сложные – 40 м и более. Геодезические пирамиды устроены более просто. Их высота, как правило, не превышает 10 м. материалом для изготовления сигналов и пирамид обычно служит дерево и металл. Каталоги координат пунктов плановых геодезических сетей являются основным итоговым документом работ по созданию главной геодезической основы. Они составляются в соответствии с установленными требованиями и содержат сведения о названии пунктов, их классе и местоположении, типе центра и знака, даты их постройки. Координаты пункта приводятся в каталоге с указанием системы координат, в которой они получены. Кроме того, в каталог вписывают длины и дирекционные углы сторон сети. Каталоги хранятся в подразделениях ГУГК СССР, Госкартфонде и Госгеонадзоре. По специальным запросам организаций, выполняющих те или иные геодезические работы, делаются выписки из каталогов на указанную в запросе территорию. Съемочная геодезическая сеть является геодезической сетью сгущения, создаваемой для производства топографической съемки. Плотность пунктов съемочной сети устанавливается техническим проектом. Съемочная сеть (плановая и высотная) развивается от пунктов государственной геодезической сети и геодезических сетей сгущения 1 и 2 разрядов и технического нивелирования. Плановая сеть создается методами триангуляции, полигонометрии, трилатерации и их сочетаниями; высотная сеть создается построением нивелирных ходов и сетей геометрического нивелирования. Государственная геодезическая высотная основа строится в соответствии с принципом перехода от общего к частному и подразделяется на четыре класса. Все четыре класса создаются методом геометрического нивелирования. Нивелирная сеть 1 – го класса имеет наивысшую точность. Ходы нивелирования 1-го класса прокладывают по специально разработанным, с учётом геофизической ситуации, маршрутам между основными морями. Средняя квадратическая погрешность нивелирования составляет 0.5 мм на 1 км хода при систематической ошибке не более 0.05 мм. Характерной особенностью нивелирования первого класса является то, что его периодически повторяют по тем же маршрутам, в результате чего получают данные для анализа вертикальных движений земной коры. Нивелирная сеть 2 – го классастроится с опорой на нивелирную сеть 1-го класса в виде полигонов периметром 500-600 км. Высотная невязка в полигонах не должна превышать  мм, где  - периметр полигона в км. С помощью ходов нивелирования 1-2 классов на всей территории страны вводится единая Балтийская система высот.Нивелирование сети 3 – го и 4 – го классовслужат для сгущения сетей 1 и 2 классов. Ходы нивелирования 3 и 4 классов должны опираться с обоих концов на закреплённые точки ходов более высоких классов или образовывать сомкнутые полигоны. Высотная невязка ходов не должна превышать  и  мм для 3 и 4 классов соответственно. В нивелирную сеть 3 и 4 классов обязательно включают все пункты плановой государственной геодезической основы.Закрепление главной высотной геодезической основына местности выполняется независимо от класса нивелирования постоянными знаками через 5-7 км, а в труднодоступных районах – через 10-15 км. Кроме того, для закрепления точек нивелирных ходов используются долговременные каменные или железобетонные сооружения, в цокольной части которых на цементном растворе устанавливают стенные реперы и марки. Такие же реперы могут устанавливаться в отвесных скалах. Нивелирные ходы 1 и 2 классов закрепляются дополнительно через 50-60 км фундаментальными ( капитальными ) реперами, обеспечивающими стабильность закреплённой точки в течение продолжительного времени. Каталоги высот реперов составляются. Хранятся и используются так же, как и каталоги координат. Съёмочные геодезические сети. Съёмочная геодезическая основа представляет собой сеть пунктов, которые используются в качестве станций при съёмке ситуации рельефа. Густота таких пунктов и способ их построения зависят от масштаба и методики съёмки, а также от характера местности. Исходными данными для построения съёмочной геодезической основы служат пункты и стороны опорных сетей. При картографировании небольших территорий съёмочная сеть может развиваться самостоятельно. В любом случае густота съёмочной сети должна быть достаточна для производства съёмки местности в заданном масштабе. Предельная погрешность определения координат точек съёмочной основы относительно исходных пунктов не должна превышать 0.2 мм в масштабе съемки, т.е. 10, 20, 40, 100 см в масштабах соответственно 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000. для неблагоприятных условий местности ( залесённая или изрытая поверхность ) эти допуски увеличиваются в полтора раза. Построение съёмочной сети выполняют путём проложения теодолитных, нивелирных, теодолитно-нивелирных, теодолитно-высотных, тахеометрических, мензульных ходов, рядов микро-триангуляции и четырёхугольников без диагоналей, а также разнообразными геодезическими засечками. В съёмочных сетях значения координат вычисляют с точностью до 0.01 м ( в ходах тригонометрического нивелирования ). Точки съёмочной сети закрепляют на местности обычно временными центрами. Методы создания геодезических сетей Основными наземными методами создания геодезических сетей являются: триангуляция, полигонометрия, трилатерация и линейно-угловые сети. В последние 10 – 15 лет широкое распространение получили спутниковые и космические методы координатных определений: по навигационным ИСЗ, радиоинтерферометрия со сверхдлинной базой, лазерные наблюдения ИСЗ и т. д. Сеть триангуляции строится в виде рядов треугольников, системы рядов треугольников или сплошной сети треугольников. Геометрическими элементами такой сети являются треугольники, геодезические четырехугольники, центральные системы (рис. 1). Измеряемыми элементами в таких построениях являются длина и дирекционный угол как минимум одной базисной стороны АВ и все углы в треугольниках. Координаты определяемых пунктов вычисляется из решения прямой геодезической задачи. Например в треугольнике АВС находим: XB= XA+ bcosα; YB = YA+ bsinα; SAC= bsinB/sinC; (AC) = α + C; … и т.д. 3 Основным достоинством таких построений является высокая жесткость конструкции геодезической сети, большое число избыточных измерений, которые позволяют непосредственно в поле выполнить надежный контроль измерений, большой продвиг в работе, небольшие экономические расходы на наблюдения. К недостаткам триангуляции следует отнести дорого-стоящую постройку высоких знаков для обеспечения прямой видимости по всем смежным направлениям. Сеть полигонометрии создается в виде одиночных ходов или системы ходов, в которых измеряются длины сторон, соединяющих пункты, а на самих пунктах – углы поворота (рис. 2). Начальные и конечные пункты полигонометрических ходов являются опорными и на них измеряют примычные углы. Координаты определяемых пунктов последовательно вычисляются путем решения прямых геодезических задач. Преимущество полигонометрии перед триангуляцией заключается в ее более высокой эффективности при производстве работ в крупных населенных пунктах, городах, залесенной местности, т.к. не требуются высокие геодезические знаки для обеспечения видимости между пунктами только по двум-трем направлениям. Недостатками же полигонометрии по сравнению с триангуляцией являются: меньшая жесткость геометрических построений, малое число избыточных измерений, что приводит к слабому контролю полевых измерений. Кроме того, координатное обеспечение осуществляется только в узкой полосе местности. Сеть трилатерации, как и сеть триангуляции, состоит из цепочки треугольников, геодезических четырехугольников, центральных систем, сплошных сетей треугольников, в которых измеряют только длины сторон. Для вычисления координат осуществляется переход от линейных измерений к углам по теореме косинусов. Достоинством метода является возможность автоматизации измерений и меньшая зависимость от погодных условий. Метод трилатерации применяется только при создании сетей сгущения 3 и 4 классов, а в сетях 1 и 2 классов он не нашел применения из-за следующих недостатков: 1) контроль измерения сторон отсутствует или очень слаб из-за отсутствия или очень малого числа избыточных измерений; 2) по сравнению с триангуляцией требуется больше материальных затрат из-за большего числа рабочих и транспортных расходов. Линейно-угловая сеть – это комбинация триангуляции и трилатерации. Такие сети создаются для достижения максимальной точности определения координат пунктов традиционными методами. В 2004 г. Федеральной службой геодезии и картографии разработан проект перехода топографо- геодезического производства на автономные методы спутниковых координатных определений. Традиционные наземные геодезические методы координатных определений по точности, оперативности и экономической эффективности не соответствуют современным требованиям науки и практики и уступают автономным методам координатных определений при помощи спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS. По сравнению с традиционными, спутниковые методы имеют следующие преимущества: - координаты передаются от одного пункта к другому с высокой точностью и оперативностью практически на любые расстояния; - геодезические пункты расположены в благоприятных для их сохранности местах и не нужно строить высоких знаков для обеспечения взаимной видимости между пунктами; - высокий уровень автоматизации работ; -возможность использовать менее плотной исходной геодезической основы. Современными положениями, разработанными Федеральной службой геодезии и картографии России и топографической службой Вооруженных сил Российской Федерации, предусмотрено создание следующих современных государственных геодезических сетей [2]. 1. Фундаментальная астрономо-геодезическая сеть (ФАГС) – высшее звено координатного обеспечения. Она должна обеспечивать оперативное воспроизведение общеземной геоцентрической системы координат. Пункты ФАГС располагаются на расстоянии 800-1000 км, их общее число на территории России 50-70, из них 10-15 должны быть постоянно действующими, а остальные – переопределяться группами через промежутки времени, независимые от геодинамической активности региона. Пространственное положение пунктов ФАГС определяется в общеземной системе координат с относительной ошибкой положения пунктов относительно центра масс Земли не более (2–3)∙10-8R, где R – радиус Земли. Ошибка взаимного положения пунктов ФАГС не более 2 см в плане и 3 см по высоте. Для обеспечения такой точности используются весь комплекс существующих космических изме-рений (радиоинтерферометрических, лазерных, GPS-измерений и др.). 2.Высокоточная геодезическая сеть (ВГС) обеспечивает распространение на всю территорию страны общеземной геоцентрической системы координат и определение точных параметров взаимного ориентирования общеземной и рефе-ренцной систем координат. Расстояние между пунктами ВГС 150-300 км, точность определения координат пунктов относительными методами космической геодезии не более (3 мм + 5∙10-8D) для плановых координат и (5 мм +7∙10-8D) – для геодезических высот. 3. Спутниковая сеть 1 класса (СГС-1) состоит из системы легкодоступных пунктов с плотностью, достаточной для использования потребителями всевозможных спутниковых определения. Положение пунктов СГС-1 определяется относительными методами космической геодезии с ms = 3 мм + 10-7D и mH = 5 мм + 2∙10-7D для геодинамически активных регионов; для остальных регионов ms = 5 мм + 2∙10-7D и mH = 7 мм + 3∙10-7D. Среднее расстояние между пунктами СГС-1 равно 25 – 35 км. 4. Лазерная локация ИСЗ – метод спутниковых координатных определений, применяемый уже около 40 лет. Погрешность определения расстояний от наземных пунктов до ИСЗ не превосходит 5 – 10 см. 5. Метод радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой (РСДБ). Комплект состоит, как минимум, из двух радиотелескопов А и В, установленных на расстоянии S. Радиотелескопы синхронно принимают излучение от одного и того же радиоисточника М. Из обработки записанных на магнитофон радиосигналов можно определить временную задержку dt прихода фронта радиоволны к радиотелескопу А относительно В. Разность расстояний от радиотелескопов до радиоисточника вычисляется по формуле ds = vdt, где v – скорость распространения радиоволн. В результате обработки многочисленных значений dt можно вычислить приращения координат пункта В относительно пункта А с погрешностью 1 – 3 см. Это построенная система базовых геодезических пунктов по принятым правилам и методикам, с требуемой точностью измерений в общегосударственной системе координат с возможностью выполнения всесторонних практических и чисто научных задач. С них начинается вся пространственная геометрия. Их можно считать началом, точками отсчета, относительно которых производят построения на поверхности и под землей, ориентирование в пространстве и космосе. Их можно считать основой всей государственной и всемирной систем координат, которые изменяются во времени в зависимости от технологий измерений, постоянного уточнения параметров Земли, пространственных координат базовых пунктов астрономо-геодезической сети, динамических процессов земной поверхности и внутри ее. ТЕХНОЛОГИЯ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РАБОТ ПРИ ПОСТРОЕНИИ ОБОСНОВАНИЯ Государственная опорная сеть считается основой для развития всех последующих. Все работы складываются по определенным технологическим правилам и по геометрическим традиционным схемам с соблюдением главного принципа «от общего к частному». Вначале строится основа из пунктов высшего порядка с достижением наивысшей точности работ. Затем от исходных базовых точек осуществляется геометрическое построение следующей более детальной цепочки. И так далее. Каждая последующая ветвь строится на исходных данных предыдущих ветвей, более высокого порядка. Таким образом, была построена вся система государственных сетей в СССР. Она состоит из нескольких классов точности, от первого до второго, третьего и четвертого классов, плановых и высотных опорных сетей. Вся последовательность общегосударственных проектов по построению геодезической основы состоит из целого комплекса работ, включающего следующие этапы: техническо-экономического обоснования работ; составления предварительного проекта; реализации проекта в отведенных для этого районах, что включает: рекогносцировку на участках работ; уточнения на местности геометрической схемы; закладку центров пунктов и построение наземных знаков; корректировку сметы затрат и проекта; полевые измерения базисных длин, горизонтальных углов и высот над центрами; астрономическое нахождение азимутов базисных сторон, широты и долготы пунктов их составляющих; гравиметрическую съемку, предусмотренную программой работ; математические вычисления и уравнивание полученных результатов; заполнение каталогов полученными координатами. УСТРОЙСТВО ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ПУНКТОВ Каждый геодезический пункт опорной сети представляет достаточно сложное инженерное сооружение, состоящее из подземной (центра) и наземной (знака) части. Наземная часть в виде какой-то надстройки (пирамиды, тура, монолитной конструкции) должна быть видна с сопряженных знаков для выполнения наблюдений и измерений на них. Подземная часть закладывается обычно в земной поверхности из железобетонных и забетонированных металлических конструкций с маркировкой центра (с координатами) и буквенно-цифровых обозначений в его верхней части. Типы центров строго регламентированы, соответствующими инструкциями. Сохранность гарантируется государством. Геодезические центры по месту заложения бывают разных видов: грунтовые; скальные; на верхних перекрытиях зданий; стенные. В связи с современным развитием опорных сетей спутниковыми методами закладка центров регламентируется уже другими правилами, отличными от правил закладки геодезической плановой и нивелирной основы. СОВРЕМЕННОЕ РАЗВИТИЕ С середины девяностых годов двадцатого века с началом развития спутниковой навигационной системы ГЛОНАСС изменились стратегические подходы по построению геодезических сетей. Эти подходы коснулись и правил закрепления в земной поверхности, и новых технологических принципов развития. В это же время была разработана программа перехода на самостоятельные и альтернативные спутниковые методы определений координат. В соответствии с новой концепцией и положениями начались изменения в организации работ и структуре государственной геодезической сети. Вся система ее развития сводится к передаче на геодезические пункты параметров (пространственных координат) государственной системы координат, действующей на данном этапе. В настоящий момент введены в действие геоцентрические системы координат ГСК-2011 и ПЗ-90.11. При создании главной геометрической основы страны всегда решается ряд важных вопросов по выбору: схемы сети для покрытия всей ее территории; оптимальной плотности размещения пунктов; определение допустимой точности взаимоположения опорных точек. Оптимизация плотности пунктов и их количества с точки зрения финансового аспекта понятна. Она необходима и достаточно обоснована и для решения научно-технических задач высшей геодезии с целью динамического изучения размеров и параметров Земли, уточнения и постоянных обновлений пространственных координат всего обоснования, обеспечения картографического развития и государственной безопасности. Определение с необходимой и достаточной точностью наблюдений на взаимно расположенных рядом точках требуется с точки зрения технической и методической составляющих. Современная технология создания опорных геодезических систем. СТРУКТУРА ГОСУДАРСТВЕННОЙ ОПОРНОЙ СЕТИ На первом этапе, высшего уровня точности, у нас в стране была организована и устроена фундаментальная астрономо-геодезическая сеть (сокращенно ФАГС). Она, безусловно, является базовой основой для развития всех остальных опорных сетей страны. Всего в ней задействовано около пятидесяти пунктов, информация тридцати трех из них имеется в пользовании. Следует отметить, что пункты ФАГС являются носителями пространственных координат и в совокупности представляют часть высокоточной общегосударственной системы координат. Помимо прочего ФАГС выполняет точное эфемеридное обеспечение навигации космических летательных аппаратов. По существу ее пункты можно считать целыми астрономическими обсерваториями, часть из которых задействована даже в межгалактических измерениях. На втором уровне государственной основы находится высокоточная геодезическая сеть (ВГС), с помощью которой вся система координат распространяется по территории страны. Собственно с использованием ВГС определяются и периодически уточняются все ее параметры. ФАГС и ВГС совместно представляют основу для формирования следующих классов сетей. Кроме этого каждая пара станций ГГС для увязки и укрепления соединяется непосредственно с точками ВГС и ФАГС. На данный момент около трехсот станций в системе ВГС задействовано в работе по всей стране. Третьим уровнем новой модели служит спутниковая геодезическая сеть первого класса (СГС-1). Ее предназначение заключается в использовании новых методов (спутникового) ориентирования с обеспечением высокой точности и дальнейшего распространения геодезической основы для применения в решении всевозможных практических задач. Система СГС-1 связывается с традиционной ГГС через пункты триангуляции и нивелирования третьего класса. Такие взаимные связи традиционных, и новых спутниковых методов позволят выполнять уравнивание, и получать результаты в единой системе отсчета. Всего в образовании новой системы координат в СГС-1 участвует почти четыре с половиной тысячи геодезических пунктов. На четвертом уровне построений у нас в стране предусмотрена астрономо-геодезическая сеть первого и второго классов (сокращенно АГС). Ее функцией можно считать обеспечение с достаточной плотностью точек национальной системы координат с применением в практической деятельности. Расстояние между сторонами АГС колеблются в пределах двенадцати километров. Развитие их происходит с опорой на точки СГС-1 и ГГС (II класса) наземными и спутниковыми методами. Через соединение и уравнивание в единой общегосударственной сети страны участвует до трехсот тысяч станций разных классов. МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ ОПОРНОЙ СЕТИ Для создания государственных сетей наряду с традиционными методами применяются и другие альтернативные способы, позволяющие с развитием космической геодезии использовать ее технологии для этих построений. К ним относятся: Триангуляция. Геометрической схемой построения триангуляции считаются треугольники (четырехугольники) с геодезическими пунктами в вершинах и угловыми измерениями в них. Исходными данными для начала работ служат базисные стороны с известной длиной и начальным азимутом. Трилатерация. Способ, который до последнего времени считался более трудоемким процессом ввиду более сложных линейных измерений длин сторон базисными приборами. Применяется при построении сетей высшего порядка по такой же геометрической схеме, как и триангуляция. Использование этого метода значительно расширилось с появлением новой измерительной техники в виде радио- и светодальномеров с достаточной точностью измерений. Полигонометрия. Суть этого способа заключается в проведении угловых и линейных измерений в вытянутых полигонах. Линейно-угловой способ. В нем применяются линейные и угловые измерения, как в триангуляции и трилатерации. Используется при необходимости получения повышенной точности. Комбинированный метод. В нем одновременно используются все выше перечисленные способы, которые наиболее экономически целесообразны с учетом рельефных условий местности; Спутниковые методы. Наиболее эффективные на данный момент способы с использованием наземных станций приема радиосигналов (GPS-приемников) со спутников навигационных систем ГЛОНАСС и GPS. Отличительной особенностью их считается одновременное получение всех трех координат с приблизительно одинаковой точностью работ. Астрономические методы. Самый современный из них является радиоинтерферометрия со сверхдлинной базой (РСДБ). Кратко суть состоит в следующем. На базисных точках, находящихся на больших (несколько тысяч километров) расстояниях друг от друга расположены радиотелескопы. С помощью радиометров, принимающих и регистрирующих радиоизлучения в виде электромагнитных сигналов от внегалактических объектов (квазаров), определяются расстояния. По разности получения похожих (когерентных) сигналов и определяется эквивалентное расстояние до квазаров. Таким образом, это связывает геоцентрическую систему координат нашей планеты и инерциальную систему с центром масс в Солнечной системе. Отдельно между геодезическими пунктами с известными координатами, на которых и находятся радиотелескопы, могут определяться расстояния. Лазерная локация. Динамический способ определения пространственного положения геодезических станций и искусственных спутников земли. В сочетании с методом РСДБ этот метод дает высокоточные координаты пунктов и независимый контроль получаемых результатов. Определить производительность труда, запланированный прирост производительности труда на предприятии, удельный вес прироста объема производимой продукции за счет роста производительности труда и планируемое соотношение между приростом производительности труда и средней заработной платы по следующим данным:
Решение: Производительность труда определяется как отношение объема товарной продукции к численности ППП. Фактически данный показатель составляет: Птр(ф)=56312/5224=10,779 тыс. ден. ед./чел., по плану этот показатель равен: Птр(пл)=62800/5236=11,994 тыс. ден. ед./чел. Запланированный прирост производительности труда на предприятии составляет: 11,994*100/10,779-100=+11,272%. Это означает, что согласно плану предприятия производительность труда должна увеличиться на 11,272%. Планируемый прирост объема продукции за счет роста производительности труда составляет: Тпр(Птр)=5224*(11,994-10,779)=+6347 тыс. ден. ед. Фактическая среднегодовая заработная плата составляет: ЗП(ф)=11950/5224=2,288 тыс. ден. ед. Планируемая среднегодовая заработная плата составляет: ЗП(пл)=62800*0,19/5236=11932/5236=2,279 тыс. ден. ед. Прирост среднегодовой заработной платы составляет: Тпр(ЗП)=2,279*100/2,288-100=-0,393%. Таким образом, при росте производительности труда на 11,272% запланировано снижение среднегодовой заработной платы на 0,393%. БИЛЕТ №6 Принципы функционирования радионавигационных спутниковых систем ГЛОНАСС и NAVSTAR GPS. Спутниковые приемники. Методы спутниковых определений. Источники ошибок при спутниковых определениях. Полная проектная орбитальная группировка (ОГ) в СРНС ГЛОНАСС [1] содержит 24 штатных НКА на круговых орбитах с наклонением относительно экваториальной плоскости в трех орбитальных плоскостях по восемь НКА в каждой. Долготы восходящих узлов трех орбитальных плоскостей различаются номинально на 120°. Номинальный период обращения НКА равен Т=11 ч 15 мин 44 с, и, соответственно, номинальная высота круговой орбиты составляет 19100 км над поверхностью Земли. В каждой орбитальной плоскости восемь НКА разнесены по аргументу широты номинально через 45°, и аргументы широты восьми НКА в трех орбитальных плоскостях сдвинуты на ±15°. За время эксплуатации НКА на орбите (до 7,5 лет) реальные положения НКА в ОГ могут отличаться от номинальных не более чем на ±5°. На рис.4 изображена модель орбитальной группировки в системе ГЛОНАСС в виде трех орбитальных колец. В системе ГЛОНАСС используется частотное разделение сигналов (FDMA), каждый штатный НКА в орбитальной группировке постоянно излучает шумоподобные непрерывные навигационные радиосигналы в двух диапазонах частот 1600 МГц и 1250 МГц. В НАП навигационные измерения в двух диапазонах частот позволяют исключить ионосферные погрешности измерений. Каждый НКА имеет цезиевый АСЧ, используемый для формирования бортовой шкалы (БШВ) и навигационных радиосигналов L1 = 1600 МГц и L2 = 1250 МГц. Шумоподобные навигационные радиосигналы в ОГ НКА различаются несущими частотами. Поскольку для взаимноантиподных НКА в орбитальных плоскостях можно применять одинаковые несущие частоты, то для 24 штатных НКА минимально необходимое число несущих частот в каждом диапазоне частот равно 12. Данное утверждение достаточно очевидно, если иметь в виду наземных потребителей (сухопутных, морских, воздушных), поскольку в зоне радиовидимости наземного потребителя не могут одновременно находиться взаимно антиподные НКА. Космический потребитель может одновременно «видеть» взаимноантиподные НКА. Однако имеются два благоприятных обстоятельства. Первое заключается в том, что из двух взаимноантиподных НКА хотя бы один будет находиться ниже местного горизонта по отношению к космическому потребителю. Практически невозможно применить на космическом объекте одну широконаправленную антенну, способную принимать навигационные радиосигналы от всех «видимых» НКА выше и ниже местного горизонта. Поэтому в НАП на космическом объекте применяют: либо одну широконаправленную антенну для приема навигационных радиосигналов от НКА, находящихся выше местного горизонта; либо несколько антенн и несколько приемников для приема навигационных радиосигналов от НКА, находящихся выше и ниже местного горизонта. В обоих вариантах НАП на космическом объекте будет осуществлять эффективную пространственную селекцию навигационных радиосигналов от взаимноантиподных НКА. Второе обстоятельство заключается в том, что в НАП в сеансе навигации осуществляется поиск несущей частоты каждого принимаемого навигационного радиосигнала в пределах узкой полосы (∼1 кГц) около прогнозируемого значения с учетом доплеровского сдвига несущей частоты. Доплеровский сдвиг может иметь максимальные значения ±5 кГц в НАП на наземных объектах и ±40 кГц в НАП на низкоорбитальных космических объектах. Следовательно, в НАП на космическом объекте осуществляется эффективная доплеровская селекция навигационных радиосигналов от радиовидимых НКА. Таким образом, навигационные радиосигналы взаимноантиподных НКА с одинаковыми несущими частотами будут надежно разделены в НАП на космическом объекте за счет пространственной и доплеровской селекции. Навигационный радиосигнал 1600 МГц ⎯ двухкомпонентный. На заданной несущей частоте в радиопередатчике формируются два одинаковых по мощности шумоподобных фазоманипулированных навигационных радиосигнала «в квадратуре» (взаимный сдвиг по фазе на ±90°): узкополосный и широкополосный. Узкополосный навигационный радиосигнал 1600 МГц образуется посредством манипуляции фазы несущего колебания на 180° периодической двоичной псевдослучайной последовательностью (ПСП1) с тактовой частотой F1 = 0,511 МГц и с периодом повторения Т1 = 1 мс (511 тактов). ПСП1 представляет собой М-последовательность с характеристическим полиномом 1 + X3 + X5. Путем инвертирования ПСП1 передаются метки времени (МВ) бортовой шкалы времени (БШВ) НКА и двоичные символы цифровой информации (ЦИ). Метка времени имеет длительность 0,3 с и передается в конце каждого двухсекундного интервала времени (в конце четных секунд). Метка времени содержит 30 двоичных символов длительностью 10 мс и представляет собой укороченную на один символ 31- символьную М-последовательность. В каждой двухсекундной строке на интервале времени 1,7 с передаются 85 двоичных символов ЦИ, длительностью 20 мс и перемноженные на меандр, имеющий длительность символов 10 мс. Границы символов меандра, МВ и ЦИ когерентны. В приемнике с помощью меандра осуществляется символьная синхронизация для МВ и с ее помощью ⎯ строчная и символьная синхронизация ЦИ. Широкополосный навигационный радиосигнал 1600 МГц образуется посредством манипуляции фазы несущего колебания на 180° периодической двоичной последовательностью ПСП2 с тактовой частотой F2=5,11 МГц. Путем инвертирования ПСП2 передаются двоичные символы ЦИ длительностью 20 мс. Сруктура сигнала ГЛОНАСС для частоты 1600 МГц представлена на рис. 9. Узкополосный сигнал в диапазоне L1 ≈ 1600 МГц доступен для всех потребителей в зоне видимости НКА. Широкополосный сигнал на этой частоте может использоваться гражданскими пользователями, но только с санкции Министерства обороны РФ. Сигнал в диапазоне L2 ≈ 1250 МГц предназначен для военных нужд, и его структура не раскрывается. Навигационный радиосигнал 1250 МГц, излучаемый НКА первой модификации ⎯ однокомпонентный широкополосный шумоподобный радиосигнал, образуемый посредством манипуляции фазы несущего колебания на 180° периодической двоичной ПСП2 (F2 = 5,11 МГц) без инвертирования, т.е. без передачи ЦИ. Навигационный радиосигнал 1250 МГц, излучаемый НКА второй модификации, будет содержать два одинаковых по мощности шумоподобных радиосигнала 1250 МГц в квадратуре: 1. узкополосный навигационный радиосигнал 1250 МГц с ПСП1 (F1 = 0,511 МГц, T1=1 мс); 2. широкополосный навигационный радиосигнал 1250 МГц с ПСП2 (F2=5,11 МГц) без ЦИ. Поскольку частота инвертирования ПСП много меньше ее тактовой частоты, то ширина основного «лепестка» огибающей спектра мощности шумоподобного фазоманипулированного навигационного радиосигнала равна двойному значению тактовой частоты ПСП. Следовательно, ширина основного «лепестка» огибающей спектра мощности узкополосного навигационного радиосигнала равна 1,022 МГц, широкополосного ⎯ 10,22 МГц. Рис. 9. Сигнал ГЛОНАСС в диапазоне 1600 МГц состоит из: • грубого дальномерного кода, передаваемого со скоростью 511 Кбит/с (г); • последовательности навигационных данных, передаваемых со скоростью 50 бит/с (а); • меандрового колебания, передаваемого со скоростью 100 бит/с (б) При проектировании СРНС ГЛОНАСС была выработана следующая «сетка» номинальных значений несущих частот для навигационных радиосигналов в двух диапазонах частот ⎯ верхнем 1600 МГц (В) и нижнем 1250 МГц (Н): ƒвk =ƒв0+k∆ƒв; ƒв0=1602,0000 МГц; ∆ƒв=0,5625 МГц; ƒнk =ƒн0+k∆ƒн; ƒн0=1246,0000 МГц; ∆ƒн=0,4375 МГц; ƒвk /ƒнk = 9/7; где k ⎯ условный порядковый номер пары несущих частот ƒвk и ƒнk для навигационных радиосигналов 1600 МГц и 1250 МГц. Радиопередатчики навигационных радиосигналов в НКА первой модификации излучают навигационные радиосигналы на переключаемых несущих частотах с номерами k = 1, ... ,24. Приведем значения крайних несущих частот навигационных радиосигналов: ƒв1=1602,5625 МГц; ƒв24=1615,5000 МГц; ƒн1=1246,4375 МГц; ƒн24=1256,5000 МГц; 20 Рабочие спектры навигационных радиосигналов на несущих частотах с номерами k = 1, ...,24 занимают полосы частот: • узкополосные навигационные радиосигналы 1602,0...1616,0 МГц; • широкополосные навигационные радиосигналы 1597,4...1620,6 МГц, 1241,3...1261,6 МГц. В диапазоне частот 1600 МГц и 1250 МГц согласно Регламенту радиосвязи выделены полосы частот: • для спутниковой радиосвязи (Космос ⎯ Земля) 1559,0...1610,0 МГц; 1215,0...1260,0 МГц; • для воздушной радионавигации 1559,0...1626,5 МГц. ВАКР-87 распределил полосу частот 1610,6...1613,8 МГц для радиоастрономии на первичной основе. Чтобы снизить и в дальнейшем полностью исключить радиопомехи радиотелескопам в диапазоне частот 1610,6...1613,8 МГц со стороны навигационных радиосигналов системы ГЛОНАСС, Администрация системы ГЛОНАСС приняла в 1993г. решение, согласно которому для 24 штатных НКА в системе ГЛОНАСС будут использоваться следующие номера (k) несущих частот: 1. до1998 г. k = 1,...,15; k = 21,...,24; 2. c 1998 г. до 2005 г. k = 1,...,12; 3. c 2005 г. k = -7,...,4. Упрощенные изображения огибающей спектров мощности узкополосных и широкополосных навигационных радиосигналов 1600 МГц для названных выше трех этапов приведены на рис. 10. К 2005 г. из радиоастрономической полосы будут выведены спектры широкополосных и узкополосных навигационных радиосигналов. Это будет реализовано за счет применения НКА второй модификации, в которой передатчики навигационных радиосигналов могут излучать навигационные радиосигналы на любой паре переключаемых несущих частот с номерами k=- 7,0,...+12. Рис. 10. Упрощенные изображения огибающей спектров мощности узкополосных и широкополосных навигационных радиосигналов 1600 МГц Структура ЦИ в узкополосных навигационных радиосигналах 1600МГц. Для навигационных радиосигналов ЦИ формируется на борту НКА на основе данных, передаваемых от НКУ системы на борт НКА с помощью радиотехнических средств. Передаваемая в навигационных радиосигналах ЦИ структурирована в виде строк, кадров и суперкадров. В узкополосном навигационном радиосигнале 1600 МГц строка ЦИ имеет длительность 2 с (вместе с МВ) и содержит 85 двоичных символов длительностью по 20 мс, передаваемых в относительном коде. Первый символ каждой строки является начальным («холостым») для относительного кода. Последние восемь символов в каждой строке являются проверочными символами кода Хемминга, позволяющими 21 исправлять одиночный ошибочный символ и обнаруживать два ошибочных символа в строке. Кадр содержит 15 строк (30 с), суперкадр 5 кадров (2,5 мин). В составе каждого кадра передается полный объем оперативной ЦИ и часть альманаха системы. Полный альманах передается в пределах суперкадра. Оперативная ЦИ в кадре относится к НКА, излучающему навигационный радиосигнал, и содержит: • признаки достоверности ЦИ в кадре; • время начала кадра tk; • эфемеридную информацию ⎯ координаты и производные координат НКА в прямоугольной геоцентрической системе координат на момент времени t0; • частотно-временные поправки (ЧВП) на момент времени t0 в виде относительной поправки к несущей частоте навигационного радиосигнала и поправки к БШВ НКА; • время t0. • Время t0, к которому «привязаны» ЭИ и ЧВП, кратны 30 мин от начала суток. Альманах системы содержит: • время, к которому относится альманах; • параметры орбиты, номер пары несущих частот и поправку к БШВ для каждого штатного НКА в ОГ (24 НКА); • поправку к ШВ системы относительно ШВ страны, погрешность поправки не более 1 мкс. Альманах системы необходим в навигационной аппаратуре пользователя (НАП) для планирования сеанса навигации (выбор оптимального созвездия НКА) и для приема навигационных радиосигналов в системе (прогноз доплеровского сдвига несущей частоты). Оперативная ЦИ необходима в НАП в сеансе навигации, так как ЧВП вносятся в результаты измерений, а ЭИ используется при определении координат и вектора скорости потребителя. Полная ОГ в системе NAVSTAR-GPS [2] содержит 24 штатных НКА на круговых синхронных орбитах с периодом обращения Т ≈ 12ч 00 мин (высота орбиты составляет около 20200 км над поверхностью Земли) в шести орбитальных плоскостях (по четыре НКА в каждой) с наклонением i=55° относительно экваториальной плоскости, долготы восходящих узлов которых смещены с интервалом номинально 60° (рис. 5). Четыре спутника не распределены равномерно в пределах одной плоскости - по два спутника обособленно, с углом между ними приблизительно 30 градусов. 3.2. Структура навигационных радиосигналов в системе NAVSTAR-GPS В СРНС NAVSTAR-GPS используются сигналы множественного доступа с кодовым разделением ( Code Division Multiplies Access – CDMA). Представим себе узкополосный сигнал модулированный некоторой последовательностью данных со скоростью, скажем, 9600 bps. Пусть есть уникальная, повторяющаяся, псевдослучайная последовательность данных со значительно большей скоростью, например 12,5 Mbps. Если менять фазу узкополосного сигнала в соответствии с псевдослучайной последовательностью, то мы получим шумоподобный сигнал с широким спектром, содержащий в себе информацию. Если рассмотреть, что происходит с точки зрения частоты - то получится, что информационный сигнал «расплылся» по спектру шумоподобного сигнала. Теперь осталось выдать этот широкополосный сигнал в эфир. На пути от передатчика к приемнику к сигналу добавятся помехи и сигналы от других передатчиков. Принятый и демодулированный широкополосный сигнал перемножим с точной копией шумоподобного сигнала, который использовался для модуляции (здесь необходима очень высокая степень синхронизаци приемника и передатчика), и получим узкополосную составляющую с очень высокой энергией на единицу частоты – переданный поток данных. Так как помехи и сигналы от других источников не совпадают с использованным шумоподобным сигналом, то после 22 перемножения они еще больше «расползутся» по спектру и их энергия на единицу частоты уменьшится. Таким образом, используя различные псевдослучайные последовательности (коды), можно организовать несколько независимых каналов передачи данных в одной и той же полосе частот. Нужно сказать, что вышеприведенное описание этой технологии сильно упрощено, но, надеюсь, дает представление о том, как это все работает. Таким образом, в системе NAVSTAR-GPS используются непрерывные шумоподобные навигационные радиосигналы на двух несущих частотах (верхней и нижней) L1=1575,42 МГц; L2=1227,6 МГц, и применяется кодовое разделение навигационных радиосигналов для 24 штатных НКА. Навигационный радиосигнал на верхней несущей частоте L1 ⎯ двухкомпонентный, он содержит два фазоманипулированных шумоподобных навигационных радиосигнала в квадратуре (сдвиг по фазе на ±90°): узкополосный и широкополосный. Узкополосный навигационный радиосигнал L1 образуется посредством манипуляции фазы несущего колебания на 180° периодической ПСП1 с тактовой частотой F1 = 1,023 МГц и с периодом повторения T1 = 1 мс. Двоичные символы ЦИ длительностью 20 мс передаются инвертированием ПСП1. ПСП1 называют кодом свободного доступа C/A (Coarse Acquisition). Этот сигнал доступен всем пользователям системы NAVSTAR-GPS. Однако точность автономных измерений расстояний с его помощью невысока. Рис. 11. Структура сигнала NAVSTAR-GPS Широкополосный навигационный радиосигнал L1 образуется посредством манипуляции фазы несущего колебания на 180° периодической ПСП2 с тактовой частотой F2 = 10,23 МГц. Двоичные символы ЦИ длительностью символов 20 мс передаются инвертированием ПСП2. ПСП2 называют защищенным кодом ( Protected или P code), он передается с периодом повторения 7 суток (так называемый недельный цикл), раз в неделю происходит смена этого кода на всех спутниках. Поэтому измерения по P-коду могут выполнять только пользователи, получившие разрешение Министерства обороны США. Кроме этого, Министерство обороны США предприняло меры дополнительной защиты P-кода: в любой момент без 23 предупреждения может быть включен режим AS (Anti Spoofing). При этом выполняется дополнительное кодирование P-кода, и он превращается в Y-код. Расшифровка Y-кода возможна только аппаратно, с использованием специальной микросхемы (криптографического ключа), которая устанавливается в GPS- приемнике. Навигационный радиосигнал L2 ⎯ однокомпонентный, широкополосный, образован посредством манипуляции фазы несущего колебания на 180° периодической ПСП2 без инвертирования. Этот сигнал предназначен для использования военными пользователями и его структура не раскрывается. С 2005 года начат запуск и эксплуатация модернизированной версии НКА NAVSTAR-GPS - Block IIR-M. Их отличие от предыдущих версий заключается в передаче C/A кода на частоте L2CS(Commercial Service) = 1227,60 МГц. Этот сигнал предназначен для более точного местоопределения коммерческих пользователей, т.е. этот сервис является платным. Полный цикл ввода в эксплуатацию подобных спутников планируется завершить к 2010 году. С 2007 года в систему NAVSTAR-GPS планируется ввести новый гражданский сигнал на частоте L5 = 1176,45 МГц. Гражданский код на частоте L5 можно считать подобным существующему P(Y) коду с квадратурно фазовой схемой модуляци QPSK(10) |