Системы высот. Геодезические навигационные спутниковые системы. 1 контрольную работу (автовосстановление). Контрольные вопросы (ответы представить в контрольной работе)

• Название: Контрольные вопросы (ответы представить в контрольной работе)
• Анкор: Системы высот. Геодезические навигационные спутниковые системы
• Дата: 21.02.2022
• Размер: 337.16 Kb.
• Имя файла: 1 контрольную работу (автовосстановление).docx
• Тип: Контрольные вопросы; #369140

Контрольные вопросы (ответы представить в контрольной работе)

1. 
   Что называется геоидом?
   

Геоидом —  это уровенная (эквипотенциальная) поверхность, приблизительно совпадающая с уровнем мировых вод в невозмущенном состоянии, в каждой точке которой направление силы тяжести перпендикулярно. Поверхность геоида неравномерна и пересекается с поверхностью эллипсоида

2. 
   Дать определение общего земного эллипсоида и перечислить условия, которым он должен удовлетворять.
   

Земной эллипсоид — эллипсоид вращения, размеры которого подбираются при условии наилучшего соответствия фигуре квазигеоида для Земли в целом (общеземной эллипсоид) или отдельных её частей (референц-эллипсоид).
Параметры земного эллипсоида:

— центр эллипсоида должен совпадать с центром масс Земли, а его малая ось с осью вращения Земли

—  объем эллипсоида должен быть равен объему геоида (квазигеоида)

—  сума квадратов отклонений по высоте поверхности эллипсоида от поверхности геоида (квазигеоида) должна быть минимальной

3. 
   Что называется квазигеоидом?
   

 Квазигеоид — геометрическое место точек, получаемых путем откладывания нормальных высот от точек физической поверхности Земли по нормали к эллипсоиду. Математическая поверхность, близкая к геоиду, и являющаяся отсчетной для установления системы нормальных высот.

4. 
   Дать определение нормальной высоты точки. Определение дополнить рисунком.
   

Нормальная высота—измеренная разность геопотенциала в данной точке и начале счета высот, деленная на среднее значение нормальной силы тяжести.
Нормальная высота точки — ее отстояние от поверхности квазигеоида по нормали. см. рисунок -1

5. 
   Дать определение геодезической высоты точки. Определение дополнить рисунком.
   

Геодезическая высота— высота точки над поверхностью отсчетного эллипсоида, отсчитываемая по нормали к эллипсоиду. см. рисунок -1

Рисунок-1 геодезическая и нормальная высота

6. 
   Связь геодезической и нормальной высот точки. Определение дополнить необходимыми формулами и рисунком.
   

Геодезическая и нормальная высоты связаны соотношением:

,                                                   (1)
где Н - геодезическая высота определяемой точки, м;

Н^ᵧ- нормальная высота определяемой точки, м;

 ζ - высота квазигеоида над эллипсоидом в определяемой точке, м.
 

Высоты квазигеоида над отсчетным эллипсоидом систем геодезических параметров ПЗ и WGS вычисляют по моделям ГПЗ, являющимися составной частью систем геодезических параметров.

При перевычислении высот квазигеоида из системы координат   в систему координат   используют формулу

,                                                 (2)
где ζ_Б - высота квазигеоида над ОЗЭ, м;

ζ_А - высота квазигеоида над эллипсоидом Красовского, м;

∆Н - поправка к геодезической высоте, м.

Часть 2. Геодезические навигационные спутниковые системы

Контрольные вопросы

(ответы представить в контрольной работе)

1. 
   Назначение ГНСС.
   

Глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС) предназначены для позиционирования, точного определения трехмерных координат (широты, долготы, высоты над уровнем моря) объекта, оснащенного специальным навигационным приемником, а также его скорости, направления движения и текущего времени

2. 
   Структура космического сегмента ГНСС ГЛОНАСС.
   

3. 
   Структура космического сегмента ГНСС GPS (NFVSTAR).
   

4. 
   Определить понятие «эфемериды».
   

Эфемеридами называются координаты искусственных спутников Земли, используемых для навигации, например, в системе NAVSTAR (GPS), ГЛОНАСС.

5. 
   Принцип абсолютного метода ГНСС-определений пространственных координат наземного пункта, его точность.
   

Абсолютный метод характеризуется самостоятельным определением положения приемника по пространственной засечке. Чтобы ее реализовать необходимо знать величину псевдодальности и координаты как минимум 4х спутников. Псевдодальность вычисляется по коду либо по фазе, а координаты спутников передаются в навигационном сообщении от каждого из них. Таким образом рассчитываются неизвестные координаты X, Y, Z и поправка часов dt приемника.


Рисунок -2

Абсолютный метод основан на измерениях по коду, поэтому точность зависит от качества кварцевого генератора времени приемника и составляет 3-15 м. Применяется этот метод в низкоточной навигации (мониторинге транспорта, судов и пр.). Для уточнения данных можно использовать различные дифференциальные сервисы, работающие по технологии PPP (Precise Point Positioning). Такие сервисы (RTX, Atlas, TerraStar) передают предрассчитанную корректирующую информацию (точные эфемериды и уходы часов), чтобы приемник смог вычислить свое местоположение с субдециметровой точностью. Здесь в качестве канала доставки корректирующей информации могут использоваться геостационарные спутники или сеть Интернет. Однако существует ряд ограничений: приемник обязательно многочастотный, наблюдения должны проводиться не менее часа, а подписка на эти сервисы платная.
Источник: https://russiandrone.ru/publications/metody-gnss-nablyudeniy/

6. 
   Принцип относительного метода ГНСС-определений пространственных координат наземного пункта, его точность.
   

В относительном методе задействовано минимум 2 приемника, один из которых находится на пункте с известными координатами (База), а второй на определяемом (Ровер). В данном случае по разнице координат, определенных Базовым приемником по спутникам и введенных вручную известных координат этого пункта, рассчитывается поправка в псевдодальность. Эта поправка передается на Ровер (на определяемом пункте) и корректирует его измеренные псевдодальности для уточнения определения местоположения.

Рисунок -3

Относительный метод, реализуемый по кодовым измерениям, называют также дифференциальным или DGPS. Точность такого метода субметровая (50-80 см), однако поправка в псевдодальность может быть передана на расстоянии 200-300 км. Поэтому метод DGPS активно используется в морской навигации, сельском хозяйстве и ж/д мониторинге. Использование относительного метода по измерениям фазы несущей позволяет достигать сантиметровой точности. Только этот метод подходит для решения геодезических задач. По характеру движения это могут быть и статика, и кинематика. Статика реализуется в измерении конкретной точки, когда на пункте в течение нескольких эпох собираются и усредняются данные со спутников. Кинематика же – создание траектории движения приемника. Причем в соответствии с фильтрами, определяющими неподвижен приемник или перемещается, обработка этих данных происходит по различным алгоритмам. В общем случае, увеличение точности связано с длительностью измерений, а также с условиями съемки.

Тестовые вопросы

(ответы представить в контрольной работе)
Вопрос 1. Спутниковый приемник:

1) принимает радионавигационные сообщения от спутников и измеряет до них расстояния;

2) измеряет расстояния между заданными точками;

3) измеряет расстояние от центра масс Земли до заданной точки;

4) вычисляет эфемериды для спутников.
Вопрос 2. Необходимое число навигационных спутников для определения пространственных координат точки:

1) один;

2) два;

3) три;

4) четыре.
Вопрос 3. Точность абсолютного метода спутниковой навигации:

1) один метр;

2) пять метров;

3) десять метров;

4) пятнадцать метров.
Вопрос 4. Число навигационных спутников в системе ГЛОНАСС:

1) пятнадцать;

2) восемнадцать;

3) двадцать один;

4) двадцать четыре.
Вопрос 5. Что такое базовый вектор:

1) вектор, начало которого расположено в заданном пункте, а конец в заданной точке;

2) вектор, начало которого расположено в исходном пункте, а конец – в определяемом;

3) вектор, исходящий из центра масс Земли до определяемого пункта;

4) вектор, начало которого совпадает с исходным пунктом, а конец – со спутником.


Вопрос 6. Эфемериды это:

1) пространственные координаты спутника;

2) пространственные координаты исходного пункта;

3) пространственные координаты определяемого пункта;

4) настройки спутнивого приемника, необходимые для выполнения полевых работ.
Вопрос 7. Геодезическая навигационная спутниковая система позволяет определить:

1) превышение между точками;

2) расстояние между точками;

3) скорость перемещения точки;

4) пространственные координаты точки.
Вопрос 8. Угол отсечки (маска):

1) минимальная высота спутника над горизонтом, с которым выполняются навигационные определения;

2) минимальная высота препятствия над горизонтом, мешающая выполнять навигационные определения;

3) максимальная высота препятствия над горизонтом, мешающая выполнять навигационные определения;

4) максимальная высота спутника над горизонтом, с которым выполняются навигационные определения.
Вопрос 9. Действующие глобальные навигационные спутниковые системы:

1) ГАЛИЛЕО;

2) ГЛОНАСС, GPS (NAVSTAR);

3) ЦИКАДА;

4) ТРАНЗИТ.
Вопрос 10. Аномалия высоты это:

1) расстояние точки от земного эллипсоида;

2) расстояние точки от геоида;

3) расстояние между земным эллипсоидом и квазигеоидом;

4) расстояние между геоидом и квазигеоидом.
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Системы высот. Геодезические навигационные спутниковые системы