Единое окно доступа к образовательным ресурсам

Спутниковые системы навигации: Лабораторный практикум на компьютере

Голосов: 113

Приводится лабораторный практикум по вопросам спутниковых радионавигационных систем в виде открытых программных комплексов в среде MatLab. Лабораторный практикум в виде 16 работ с заданиями, примерами и контрольными вопросами охватывает направления формирования сигналов спутниковых навигационных систем GPS и ГЛОНАСС, преобразования координат, моделирование орбит навигационных спутников GPS, ГЛОНАСС, GALILEO, декодирования и расшифровка данных навигационных спутников, решение навигационной задачи расчета позиции приемника пользователя. Для студентов, аспирантов и преподавателей дисциплин, изучающих системы и компоненты спутниковых средств навигации.

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.
      her(j)=floor(A(j)/3600);
  m(j)=floor((A(j)-her(j)*3600)/60);
      sek(j)=A(j)-her(j)*3600-m(j)*60;


  %Построение полярной системы координат
if EL(j,i) < 0
      elp = 180;
 else
      elp = (EL(j,i)-90);
 end;
azp = (AZ(j,i) + 90.0);
rad = pi / 180;
 x0 = 0; y0 = 0;
 xt(j,i) = (elp * cos(azp * rad));
 yt(j,i) = -(elp * sin(azp * rad));
end % i = ns
end; % if ( alm(i).A05 > 0 )
       j_color = j_color + 1;
if (j_color > 14 )
  j_color = 1;
end
S = color6(j_color);


end % j = time
%ВНИМАНИЕ. Для вывода времени визуализации спутников на график установите kt
t_itle=[d2 ' ' num2str(her(kt)) ':' num2str(m(kt)) ':' num2str(sek(kt))];
%X_label=['Широта' ':' num2str(lat) ';' 'долгота' ':' num2str(lon) ';' 'высота' ':' num2str(hr)];
%num2ctr(lat)
%num2str(her(kt))
%X_label=['66' ':'];
n = 6;
max_n = max(nom_ns);
n_end = mod(max(nom_ns),n);
 n_end = mod(kol, n);
n2 = fix(kol / n) * n - n +1;
%Формирование таблицы вывода времени UTC (Time), GPS (Tgps в секундах), номера спутника
(nns),
% углов видимости и азимута от времени и номера спутника
for i=1:n:kol
   fprintf(' Time           Tgps ');
   for k=1: n
  nns = nom_ns(i+k-1);


                                                    91


 fprintf('         %2i       ', nns);
   end;
  fprintf(' \n');
  for j=1:L
       fprintf('%2i:%2i:%2i %i ',her(j),m(j),sek(j), t(j));
       for k=1: n
           nns = nom_ns(i+k-1);
               fprintf('%6.1f *%6.1f    ', EL(j,nns), AZ(j,nns) );
       end;
       fprintf(' \n');
       end ; % J=1:L
       if (i) == (n2)
            n = n_end;
       end;
end% i
hold on
%Окружности уровней на круговой диаграмме видимости спутников
k1 = 10;
k2 = 30;
k3 = 50;
k4 = 70;
k5 = 85;
k6=90;
n=0;
for k=1:5:365
  n=n+1;
  m1 = pi / 180;
  x(n)=cos(k*m1);
  y(n)=sin(k*m1);
end;
%График круговой диаграммы
plot(k1*x(:),k1*y(:),'k:', k2*x(:),k2*y(:),'k:', k3*x(:),k3*y(:),'k:',k4*x(:),k4*y(:),'k:', k5*x(:),k5*y(:),'r',
k6*x(:),k6*y(:),'r:');
text(5, 10,'80','FontSize',12,'FontName','TimesNewRoman');
text(18, 23,'60','FontSize',12,'FontName','TimesNewRoman');
text(32, 37,'40','FontSize',12,'FontName','TimesNewRoman');
 text(45, 50,'20','FontSize',12,'FontName','TimesNewRoman');
text(55, 60,'5','FontSize',12,'FontName','TimesNewRoman');
text(62, 67,'0','FontSize',12,'FontName','TimesNewRoman');
 grid on;
%Построение изображений видимых спутников на круговой диаграмме
 i=1;


                                                       92


         for k=1:kol
         i = nom_ns(k) ;
          plot(xt(kt,i),yt(kt,i), 'Marker' ,'d','MarkerSize',20 )
          title(t_itle);
          xlabel(X_label,'FontSize',12,'FontName','TimesNewRoman')
         set(get(gcf,'CurrentAxes'),'FontSize',14,'FontName','TimesNewRoman')
          hold on
                 str1 = num2str( i, 2);
               text(xt(kt,i), yt(kt,i),str1,'FontSize',14,'FontName','TimesNewRoman','HorizontalAlignment','center' );
               axis( [-100 100 -100 100]);
               %axis( [-90 90 -90 90]);
         end
         clear

          4.1.9 Пример выполнения файла Orbita_GPS_1.m


         Расчет углов видимости и азимута c интервалом 1 час для 28 здоровых спутников,
выполненный m-файлом Orbita_GPS_1.m приведен в таблице. Знак "-" (минус) обозначает
невидимые в указанное время спутники.


                                                                                                                 Таблица
Углы видимости и азимута спутников GPS 6 октября 2006 года
Time       Tgps         1                 2             3             4                 5                 6
0:0:0      432000       72.9*100.5        -46.1*321.4   -13.0*175.9   -16.4*313.7       -0.8*27.4         -53.0*75.4
1:0:0      435600       52.0*58.3         -25.7*328.2   -27.7*162.0   6.1*317.2         -0.0*5.2          -38.8*53.7
2:0:0      439200       26.6*60.6         -3.9*329.0    -32.9*141.1   28.5*309.9        -11.0*346.3       -21.6*38.6
3:0:0      442800       4.0*71.8          16.8*320.1    -27.1*118.8   42.2*283.5        -28.3*332.7       -6.8*22.4
4:0:0      446400       -16.0*86.0        29.1*296.8    -13.6*99.8    35.2*249.6        -46.7*319.6       -0.0*2.2
5:0:0      450000       -34.6*100.8       23.9*267.4    2.0*81.1      15.4*229.1        -61.5*296.6       -5.1*341.6
6:0:0      453600       -52.7*114.0       6.8*246.0     12.6*58.4     -4.9*215.1        -63.7*256.6       -19.2*324.9
7:0:0      457200       -70.8*120.3       -11.3*229.4   10.3*34.4     -20.3*199.3       -51.4*233.3       -36.6*310.1
8:0:0      460800       -84.6*49.6        -24.2*211.1   -4.1*17.8     -26.9*178.9       -33.3*230.4       -51.8*289.9
9:0:0      464400       -68.4*353.7       -27.6*189.7   -23.9*10.2    -22.2*157.6       -13.3*236.8       -57.4*257.5
10:0:0     468000       -47.7*352.9       -20.0*170.2   -44.5*8.0     -8.1*140.1        8.1*248.1         -48.6*230.5
11:0:0     471600       -26.1*352.4       -3.6*155.9    -64.3*5.9     11.5*124.4        31.1*262.4        -31.2*221.6
12:0:0     475200       -5.0*346.7        18.1*144.0    -81.0*337.1   30.4*103.0        56.0*278.8        -10.3*223.8
13:0:0     478800       11.4*331.9        40.6*125.4    -74.8*252.1   36.5*70.8         82.8*306.0        12.5*232.3
14:0:0     482400       16.0*308.0        50.7*86.9     -57.8*249.5   23.4*46.1         68.6*120.0        36.7*245.2
15:0:0     486000       6.2*284.5         36.2*55.6     -40.2*259.5   2.1*38.2          40.8*134.6        61.8*263.1
16:0:0     489600       -10.8*266.1       12.6*48.8     -21.9*272.2   -19.7*40.7        14.9*144.1        85.3*335.1
17:0:0     493200       -27.0*247.9       -10.3*53.7    -1.9*284.8    -39.8*49.3        -8.6*148.9        65.4*95.7
18:0:0     496800       -36.0*225.2       -30.7*64.4    20.6*294.7    -58.1*62.6        -28.9*147.0       39.9*114.6
19:0:0     500400       -33.0*201.2       -49.0*78.6    45.7*296.6    -74.9*82.6        -44.1*134.3       15.3*127.8
20:0:0     504000       -18.7*184.9       -65.8*95.3    67.5*266.4    -86.4*204.9       -49.5*108.7       -7.9*136.5
21:0:0     507600       3.0*176.9         -81.9*118.7   58.1*204.2    -71.6*272.3       -42.3*82.0        -29.2*139.1
22:0:0     511200       29.5*172.5        -81.1*291.1   31.7*188.9    -54.5*291.2       -27.5*62.8        -47.0*131.3
23:0:0     514800       58.2*161.8        -63.7*310.7   6.5*183.1     -35.7*305.0       -11.4*45.9        -56.7*106.0
Time       Tgps         7                 8             9             10                11                13
0:0:0      432000       -36.9*144.7       -49.9*251.3   -16.8*0.2     -74.1*251.9       68.9*226.5        -14.8*220.0
1:0:0      435600       -42.3*120.7       -45.2*224.0   -37.5*353.1   -57.7*273.4       47.4*189.5        7.9*228.7

                                                               93


2:0:0    439200   -35.6*95.9    -29.9*210.4   -57.8*346.7   -40.1*290.0   21.1*181.8    32.2*242.9
3:0:0    442800   -21.4*76.8    -9.3*208.3    -74.7*323.0   -20.7*303.1   -2.3*176.2    57.3*264.1
4:0:0    446400   -6.0*59.4     14.3*213.4    -74.0*255.0   1.2*311.6     -20.6*166.4   79.9*324.4
5:0:0    450000   4.2*39.2      40.3*223.8    -58.4*239.5   25.1*311.9    -31.3*149.2   66.9*79.8
6:0:0    453600   3.0*17.6      67.7*241.6    -40.8*245.2   46.2*294.2    -31.8*126.8   42.1*106.9
7:0:0    457200   -9.4*0.8      82.7*31.9     -22.6*256.9   48.5*252.7    -22.5*105.9   17.7*123.8
8:0:0    460800   -27.8*350.2   56.8*74.6     -3.1*270.7    29.2*225.3    -8.2*87.4     -5.4*135.3
9:0:0    464400   -47.8*341.8   31.9*93.6     18.8*284.5    5.9*211.8     5.1*67.5      -27.0*140.9
10:0:0   468000   -66.0*324.8   8.8*109.5     44.1*295.2    -13.8*199.3   9.8*44.4      -46.0*136.8
11:0:0   471600   -72.6*272.9   -13.0*122.3   72.2*288.5    -26.3*181.9   1.9*23.9      -58.5*114.6
12:0:0   475200   -59.7*240.4   -33.5*130.2   70.8*179.4    -28.2*159.9   -14.7*11.4    -56.5*78.5
13:0:0   478800   -41.3*239.1   -52.2*128.9   41.1*169.9    -18.8*139.5   -34.5*5.5     -41.9*55.1
14:0:0   482400   -21.9*247.3   -65.7*106.0   13.7*170.5    -1.7*122.8    -54.3*1.9     -23.3*40.4
15:0:0   486000   -2.0*259.5    -63.8*62.2    -9.6*168.4    17.8*104.8    -72.5*349.4   -6.2*24.7
16:0:0   489600   19.0*273.1    -48.3*38.9    -27.7*159.9   30.9*78.0     -78.7*279.1   3.0*3.8
17:0:0   493200   41.9*285.7    -29.1*27.1    -38.1*142.0   26.3*48.7     -64.3*249.6   -1.0*341.5
18:0:0   496800   67.2*291.3    -10.8*14.6    -37.4*118.0   7.8*33.4      -46.9*253.2   -15.6*323.7
19:0:0   500400   80.9*182.9    1.6*356.3     -26.4*96.8    -14.2*30.8    -28.7*263.5   -34.1*309.3
20:0:0   504000   53.1*159.6    2.0*333.5     -10.5*78.8    -35.5*35.9    -9.5*275.5    -50.9*290.7
21:0:0   507600   24.6*162.0    -9.6*313.0    4.2*58.7      -55.1*46.5    11.6*286.5    -58.8*258.6
22:0:0   511200   -1.0*162.8    -26.6*296.0   9.2*34.3      -73.1*63.8    35.2*293.0    -51.4*228.5
23:0:0   514800   -22.5*157.9   -42.4*276.7   0.0*12.6      -86.8*161.9   59.9*284.1    -34.3*218.3
Time     Tgps     14            16            17            18            19            20
0:0:0    432000   32.0*51.0     -27.1*150.4   21.4*314.6    -29.0*86.9    8.0*191.3     43.9*274.1
1:0:0    435600   7.8*52.7      -15.8*130.6   24.4*287.5    -47.2*101.0   -13.6*182.3   69.5*293.5
2:0:0    439200   -13.9*62.5    1.8*113.9     12.0*263.0    -64.8*112.6   -28.2*166.8   82.3*103.7
3:0:0    442800   -33.2*76.3    19.8*94.3     -6.0*245.0    -82.2*105.9   -32.3*144.6   54.2*130.7
4:0:0    446400   -50.8*92.5    28.4*66.9     -21.7*227.4   -77.6*344.4   -25.0*122.4   26.9*142.5
5:0:0    450000   -67.7*110.3   19.9*41.5     -29.5*206.1   -58.2*342.6   -10.1*104.1   1.7*149.5
6:0:0    453600   -84.5*137.5   0.6*29.8      -26.1*184.3   -37.7*345.2   6.8*85.8      -20.6*150.7
7:0:0    457200   -77.3*309.4   -21.2*28.7    -12.3*168.0   -16.6*344.3   18.0*62.5     -38.7*142.8
8:0:0    460800   -58.4*324.3   -42.2*34.1    8.5*156.9     3.2*336.4     15.1*37.6     -48.9*121.5
9:0:0    464400   -37.9*332.9   -61.8*44.6    33.2*145.0    16.4*318.0    -0.4*21.7     -46.3*92.9
10:0:0   468000   -16.2*336.3   -80.0*62.6    54.3*116.9    15.8*292.6    -21.1*15.7    -33.3*71.1
11:0:0   471600   5.6*332.1     -82.4*235.2   51.7*69.6     2.7*270.4     -42.4*16.0    -16.7*54.3
12:0:0   475200   22.7*315.9    -65.8*259.5   29.6*52.6     -14.3*252.4   -63.0*19.0    -2.5*36.1
13:0:0   478800   25.8*288.2    -48.8*276.6   5.8*54.5      -27.9*232.9   -82.0*10.5    2.5*14.2
14:0:0   482400   12.8*263.3    -30.7*291.6   -15.7*63.9    -32.4*209.8   -78.2*246.0   -5.1*353.6
15:0:0   486000   -6.0*245.5    -10.8*303.4   -34.9*77.2    -25.3*188.9   -60.6*249.7   -21.4*338.7
16:0:0   489600   -22.4*228.1   11.6*310.0    -52.4*92.5    -8.7*175.5    -43.1*262.6   -40.5*326.9
17:0:0   493200   -30.8*206.5   35.2*306.5    -69.3*108.5   14.0*167.6    -25.0*276.8   -58.1*309.7
18:0:0   496800   -27.5*184.0   52.5*279.1    -86.3*126.8   40.3*158.8    -5.5*290.1    -66.5*271.9
19:0:0   500400   -13.4*167.4   45.7*236.5    -75.9*314.8   63.3*129.3    16.4*300.1    -57.8*237.6
20:0:0   504000   8.0*156.5     22.9*215.8    -56.9*325.9   58.5*70.8     40.8*302.1    -40.6*229.7
21:0:0   507600   33.4*145.0    -0.2*204.1    -36.6*333.1   34.4*57.7     62.7*277.8    -20.9*234.4
22:0:0   511200   55.4*117.0    -18.5*190.6   -15.1*335.4   10.4*62.9     57.7*218.9    -0.1*244.9
23:0:0   514800   52.9*67.5     -28.3*171.4   6.1*330.2     -11.0*74.1    32.1*198.7    21.9*259.0
Time     Tgps     21            22            23            24            25            26
0:0:0    432000   -48.3*124.6   2.8*84.1      14.5*215.6    -11.0*311.8   30.7*126.9    -65.7*19.8
1:0:0    435600   -65.0*113.1   -17.1*97.8    40.5*226.5    11.5*315.2    46.4*96.8     -84.2*14.0
2:0:0    439200   -70.3*67.1    -35.9*110.3   67.9*244.8    33.6*306.9    40.7*61.0     -77.5*238.2
3:0:0    442800   -57.8*33.5    -54.4*118.5   82.5*33.8     45.9*277.6    20.4*47.0     -60.5*247.6
4:0:0    446400   -39.2*21.2    -71.9*111.3   57.0*77.0     36.3*243.2    -1.9*47.8     -43.4*262.3
5:0:0    450000   -20.1*11.7    -77.5*41.6    32.4*95.9     15.0*224.2    -22.8*56.0    -25.3*277.7
6:0:0    453600   -4.0*358.1    -61.3*9.3     9.4*111.6     -6.0*210.8    -41.8*68.7    -5.2*291.9
7:0:0    457200   3.6*338.1     -40.9*3.4     -12.3*124.0   -21.6*194.8   -59.4*84.8    18.1*302.6
8:0:0    460800   -1.2*316.0    -20.1*358.0   -32.8*131.3   -27.7*173.6   -76.3*106.5   44.5*304.3
9:0:0    464400   -15.1*296.8   -1.6*347.3    -51.4*129.3   -22.3*151.8   -85.4*255.1   66.9*271.6
10:0:0   468000   -31.1*278.7   9.3*328.4     -64.6*106.0   -7.4*134.1    -68.4*297.5   55.7*210.6
11:0:0   471600   -42.6*255.9   7.2*305.1     -62.5*63.7    12.2*117.8    -49.6*312.4   28.5*196.1

                                                   94


12:0:0   475200   -43.3*229.0   -5.7*284.8    -47.0*40.5    29.8*95.5     -29.4*322.0   3.2*190.1
13:0:0   478800   -32.1*209.9   -21.9*267.1   -28.0*28.0    33.7*64.4     -7.8*326.0    -17.2*181.4
14:0:0   482400   -13.4*202.3   -34.6*246.8   -10.0*14.8    19.9*42.2     13.6*321.9    -30.5*165.6
15:0:0   486000   9.6*202.5     -38.1*222.2   1.6*356.0     -1.1*35.4     29.9*304.5    -33.2*143.2
16:0:0   489600   35.5*207.3    -29.5*201.4   1.0*333.5     -22.6*38.1    31.2*275.2    -24.4*121.4
17:0:0   493200   63.5*213.9    -11.8*190.0   -11.1*313.7   -42.8*46.9    16.8*250.8    -8.2*103.3
18:0:0   496800   86.8*100.4    11.6*185.9    -28.0*297.2   -61.3*60.6    -2.5*233.8    9.6*84.0
19:0:0   500400   60.1*70.1     39.0*184.3    -43.6*277.9   -78.4*84.1    -19.0*217.0   20.0*58.2
20:0:0   504000   34.7*83.1     67.7*172.5    -50.9*250.1   -83.4*233.9   -27.6*196.0   14.1*32.3
21:0:0   507600   11.5*97.5     72.8*79.7     -44.9*223.6   -67.3*270.9   -24.6*173.6   -4.0*17.7
22:0:0   511200   -10.0*110.8   47.4*63.9     -28.8*211.3   -49.9*289.0   -10.9*155.8   -25.6*13.5
23:0:0   514800   -30.4*120.9   23.0*72.2     -7.8*210.3    -31.0*302.9   9.5*142.1     -47.0*15.4
Time     Tgps     27            28            29            30
0:0:0    432000   -43.0*223.5   -8.6*276.9    -71.4*16.1    -7.2*60.3
1:0:0    435600   -28.6*206.6   -24.7*258.7   -86.6*291.0   3.7*39.3
2:0:0    439200   -7.4*201.5    -35.6*236.7   -70.0*240.4   2.9*16.4
3:0:0    442800   17.5*203.7    -35.6*211.9   -52.0*251.0   -9.9*358.5
4:0:0    446400   44.7*210.3    -23.8*193.5   -34.0*265.6   -28.6*347.2
5:0:0    450000   72.9*218.8    -4.0*184.3    -15.1*280.5   -48.5*338.2
6:0:0    453600   79.6*60.4     20.8*180.7    5.6*293.9     -66.0*320.2
7:0:0    457200   54.0*71.5     48.7*176.8    28.9*302.9    -72.0*270.5
8:0:0    460800   30.4*86.6     74.0*143.9    54.3*299.9    -59.8*239.6
9:0:0    464400   8.3*101.7     63.4*66.9     69.4*247.7    -42.2*237.9
10:0:0   468000   -13.1*115.0   37.9*63.4     49.6*201.8    -23.4*246.0
11:0:0   471600   -33.8*124.4   14.3*73.2     21.9*192.3    -3.6*258.2
12:0:0   475200   -53.5*125.6   -6.8*86.5     -3.0*186.1    17.7*272.1
13:0:0   478800   -69.0*103.4   -26.4*100.4   -22.6*175.4   41.5*285.5
14:0:0   482400   -67.5*50.8    -45.3*112.5   -33.6*156.2   68.5*293.2
15:0:0   486000   -50.9*27.6    -63.7*118.3   -32.6*131.8   80.1*164.7
16:0:0   489600   -31.2*17.9    -79.7*89.9    -20.7*110.7   50.6*154.9
17:0:0   493200   -12.4*7.8     -72.6*10.9    -3.3*93.0     22.5*159.2
18:0:0   496800   1.2*352.3     -53.2*0.7     12.8*72.7     -2.3*161.1
19:0:0   500400   4.3*331.4     -32.5*358.0   18.5*47.2     -23.1*157.1
20:0:0   504000   -4.6*310.9    -12.1*352.5   8.9*25.4      -37.8*143.9
21:0:0   507600   -20.3*293.4   4.7*339.7     -9.9*14.4     -42.8*120.5
22:0:0   511200   -36.3*274.9   11.9*318.4    -31.3*11.8    -36.1*96.1
23:0:0   514800   -45.8*249.4   5.5*295.1     -52.5*14.0    -21.9*76.9




                                                   95


                             10/06/2006 13:13:56
100
                                           20
 80
                                                                   0
 60                      1                                     5
                                                          20           17
 40                                                  40
                                                          24
                                                60        4
 20
             14          30               80
  0                                   5

 -20                                                  2

 -40           6
                                          9
 -60

 -80

-100
  -100             -50                0                   50                100
            Широта:0.88033;долгота:0.5311;высота:187.488




                                      а                                                    б

                                   Рис. 4.6. Видимость спутников:а-расчет; б-эксперимент



         4.2 Размножения эфемерид спутников ГЛОНАСС (иллюстрация решения сис-
         темы дифференциальных уравнений)

          4.2.1 Краткие сведения из теории

         Одним из отличий системы ГЛОНАСС от GPS является то, что размножение эфеме-
рид в системе ГЛОНАСС производится через решение системы дифференциальных урав-
нений. В полном виде система дифференциальных уравнений для ГЛОНАСС приводится
в интерфейсном контрольном документе [ ], упрощенная принципиальная схема решения
дается в книге [1] ( параграфы 1. 3. 4, стр. 51- 56, 4. 2.1, стр. 198-201 ).
         Цель лабораторной работы: Овладение методом решения дифференциальных
уравнения для размножения эфемерид спутниковой системы ГЛОНАСС.

          4.2.2 Лабораторная работа 4. 3 «Решения системы дифференциальных уравнений»

         Приведенная программа иллюстрирует применение функции MatLab [7, 8] при ре-
шении системы дифференциальных уравнений методом Рунге- Кутта для размножения
эфемерид спутников ГЛОНАСС. На CD- диске программа расположена в папке ОРБИ-
ТА_GLONASS. Для выполнения работы в качестве входных данных потребуются коор-
динаты и скорости спутников ГЛОНАСС, которые являются начальными условиями при


                                                                            96


решении системы дифференциальных уравнений; время, на которое заданаются эти пара-
метры в данных, передаваемых со спутников, время на которое рассчитываются коорди-
наты и скорости навигационных спутников. Поскольку приводится существенно упро-
щенный алгоритм размножения эфемерид, то другие составляющие данных с навигацион-
ного спутника не учитываются.
       Рекомендуется следующий порядок выполнения лабораторной работы.
1. Создайте папку ОРБИТА_GLONASS_My и скопируйте в ее из папки ОРБИ-
     ТА_GLONASS m-файл ОRBITA_1.m и функцию orbit_GL.
2. Изучите программные процедуры и комментарии к m-файлу ОRBITA_1.m и функции
     orbit_GL. Выполните задание 1.
3. Задание 1. С сайта Российского космического агентства или навигационного прием-
     ника, работающего с системой ГЛОНАСС, запишите данные координат и скорости ра-
     ботоспособного спутника и включите их в отчет по лабораторной работе.
4. Откройте файл ОRBITA_1.m из папки ОРБИТА_GLONASS_My и выполните его.
     Ознакомьтесь с полученным графическим изображением орбиты спутника ГЛОНАСС
     и выполните задания 2, 3, 4.
5. Задание 2. Введите координаты и скорости спутника ГЛОНАСС из п. 3 в строки вход-
     ных данных файла ОRBITA_1.m, исполните файл. Проанализируйте полученное гра-
     фическое изображение орбиты спутника ГЛОНАСС. Результаты анализа внесите в от-
     чет.
6. Задание 3. Дополните файл ОRBITA_1.m процедурой вывода координат и скорости
     спутника на одно из значений текущего времени. Исполните файл и запишите полу-
     ченные значения координат и скоростей спутника в отчет.
7. Задание 4. Измените в п. 6 текущее время на 900 секунд граница интервала размноже-
     ния эфемерид), исполните файл занесите результат выполнения файла в отчет. Про-
     анализируйте и объясните разницу в результатах, полученных в п. п. 6 и 7.

        4.2.3 Вопросы и задания для самоподготовки

1.   Для каких целей требуется размножать координаты и скорости навигационных спут-
     ников?
2. Какие параметры являются начальными условиями при решении системы дифферен-
     циальных уравнении орбитального движения спутников ГЛОНАСС ?
3. В какой системе координат передаются данные о координатах и скорости в спутнико-
     вой системе ГЛОНАСС?




                                            97


4. В какой системе координат решаются дифференциальные уравнения орбитального
  движения спутников ГЛОНАСС?

     4.2.4 Файл ОRBITA_1.m


    %Имя m-файла:ORBITA_1.m
    %Программа иллюстрирует процедуру размножения эфемерид и орбиты спутника ГЛОНАСС
    %(демонстрация упрощенного варианта решения системы дифференциальных уравнений
    %движения спутника)
    %Программа выполняется совместно с функцией orbit_GL, использующей функцию MatLab ode45
    %для решения дифференциальных уравнений методом Рунге-Кутта
    %Входные данные:
    %вектор координат x, y, z спутника XYZ (размерность-метр);
    %вектор скоростей спутника по осям x, y, z (размерность-м/с) VXYZ;
    %текущее время t= "начальное время" : "шаг" : "конечное время= "время в часах"*3600"
    %Выходные данные:
    %координаты спутника X, Y,Z (x, y, z) в абсолютной (относительной) системах координат;
    %скорости спутника Vx, Vy, Vz в абсолютной системе координат;
    %вектор текущего времени T;
    %вектор текущих координат и скоростей V
    %Расчет вектора входных параметров y
    omega = 0.7292115*10^(-4);%- скорость вращения Земли
    t=0:360:23*3600;
    S=-omega*3*3600;% угол


    %XYZ=[21840.10466;-9006.95351;-9696.59786];%координнаты спутника
    XYZ=[9795803.22265 ;-7174949.70703;22480344.23828 ];%координнаты спутника
    mS=[cos(S) -sin(S) 0;sin(S) cos(S) 0;0 0 1]; %матрица преобразования координат


    %VXYZ=[-1.19933288;0.58113958;-3.25131421];%скорости спутника
    VXYZ=[2773.857116;1295.602798;-814.5313262];
    ys1=[mS*XYZ]';%вектор преобразованных координат
    ys2=[mS*VXYZ]'+omega*[-ys1(2) ys1(1) 0];% вектор преобразованных скоростей
    y=[ys1 ys2];%вектор начальных условий
    %Расчет орбиты спутника с помощью функции ode45
    %[T,V] = ode45(@orbit_GL,[0:360:23*3600],[y],[]);
    [T,V] = ode45(@orbit_GL,[t],[y],[]);
    % Координаты и график орбиты спутника


    X=V(:,1);
    Y=V(:,2);
    Z=V(:,3) ;

                                                 98


    subplot(2,1,1), plot3(X,Y,Z),grid on
    set(get(gcf,'CurrentAxes'),'FontSize',14,'FontName','TimesNewRoman');
    %Vx=V(:,4);
    %Vy=V(:,5);
    %Vz=V(:,6) ;
    %subplot(1,3,2), plot3(Vx,Vy,Vz)


    % Координаты и график орбиты спутника в системе координат ПЗ90
    S=omega*T;
    x= X.*cos(S)+Y.*sin(S);
    y =-X.*sin(S)+Y.*cos(S);
    z =Z;
    subplot(2,1,2), plot3(x,y,z),grid on
    set(get(gcf,'CurrentAxes'),'FontSize',14,'FontName','TimesNewRoman');


    function [dy1 y1]= orbit_GL(t,y1)
    %Имя функции: orbit_GL
    %Функция записи системы дифференциальных уравнений для решения с помощью стандартной
    % программы MatLab
    dy1 = zeros(6,1);
    prom=398600.44*10^9/((y1(1)*y1(1)+y1(2)*y1(2)+y1(3)*y1(3))^1.5);
    dy1=[y1(4) y1(5) y1(6) [-y1(1) -y1(2) -y1(3)]*prom]';



    4.3 Орбитальное движение спутников ГЛОНАСС

      4.3.1 Краткие сведения из теории

    Приведенный ниже комплекс программ для изучения орбитального движения спут-
ников ГЛОНАСС составлен на основе формул для расчета орбит спутников по данным
альманах ГЛОНАСС в полном соответствии с интерфейсным контрольным документом
ГЛОНАСС [2]. На CD-диске комплекс размещен в папке 09_ORBITA_GL_NAVIOR.
Структура комплекса изображена на рис. 4.7. Экспериментальные данные, использован-
ные при изучении, поучены с помощью навигационного приемника «НАВИОР- 14», раз-
работанного Государственным предприятием «Оризон- Навигация» (Украина).




                                                    99


           ORBITA_GLONASS.m                              Входные данные
                                                      'In_dat\GLN_8_11.alm'




          Функция «Чтение альманаха»
                Read_GL_Alm                              Выходные данные:
                                                          графики /данные


        Функция преобразования дня при-
            вязки данных альманаха
               Gln_data_from_NA



           Функция JD_data             Функция JD_epohi

                                                                                  Функция koef
              Функция                         Функция init_data
            LLH_to_ECEF
                                                                                     Функция
                                                                                   utc_nut_fi_ep
                                                Функция JD_from_epohi
             Функция
           WGS84_to_PZ90
                                                                                     Функция
                                            Функция s0_Nut
                                                                                      utc_nut
        Функция ECEF_to_LLH
                                           Функция llh_to_eci

                                          Функция init_satpos_gln
         Функция GLN_satfind                                                  Функция semi_axis_1
                                           Функция gln_a_1
                                                                                Функция kepler
                                            Функция satpos_eci_in_metr
               Функция
              ris_vis_sat                    Функция init_satpos_gln

                                           Функция eci_to_ecef

                                             Функция top_coord

                                              Функция rewrite_satpos

         Рис. 4.7. Структура комплекса программ орбитального движения спутников ГЛОНАСС


    Цель лабораторной работы: исследование орбитального движения спутников
ГЛОНАСС по данным альманаха

     4.3.2 Лабораторная работа 4. 4 «Орбитальное движение спутников ГЛОНАСС»

    Рекомендуется следующий порядок выполнения лабораторной работы.




                                             100



    
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика