
- •Супутникова геодезія
- •П.Г. Черняга, і.М. Бялик, р.М. Янчук супутникова геодезія
- •Кредитно-модульна система організації навчального процесу
- •6.080101 “Геодезія, картографія та землеустрій”
- •Опис предмета навчальної дисципліни……………….….4 Мета і завдання навчальної дисципліни……………..…..5
- •Програма навчальної дисципліни «Супутникова геодезія»………….………………………………….…..…6
- •Методичні рекомендації до вивчення окремих змістових модулів ….……..……………………….……10
- •Методичні рекомендації до виконання лабораторних робіт………………………………………………………94
- •4. Тестова програма……………………………………...145
- •Порядок оцінювання знань студентів……….……...149 Рекомендована література………………………………150
- •Мета і завдання навчальної дисципліни
- •Програма навчальної дисципліни
- •Тематичний план та розподіл навчального часу
- •Програмний матеріал блоків змістових
- •Змістовий модуль 1
- •Тема 1. Предмет та завдання супутникової геодезії
- •Тема 7. Глобальні радіонавігаційні системи
- •2.1 Змістовий модуль 1
- •Тема 1. Предмет та завдання супутникової геодезії
- •Предмет та завдання супутникової геодезії
- •Етапи розвитку супутникової геодезії
- •Методи супутникової геодезії
- •Геометричний метод
- •Динамічний метод
- •Тема 2. Системи небесних та земних координат
- •Поняття про небесну сферу
- •Системи координат
- •Умовна інерціальнана система координат
- •Земна геоцентрична система координат
- •Геоцентрична система координат wgs -84
- •Тема 3. Системи виміру часу і зв’язки між ними
- •Одиниці вимірювання часу
- •Системи вимірювання часу
- •Системи всесвітнього часу
- •Поясний та декретний час
- •Динамічний та ефемеридний час
- •Системи відліку часу в космічних системах
- •Тема 4. Елементи та класифікація орбіт шсз
- •Поняття орбіти. Ефемериди орбіти
- •Класифікація орбіт шсз
- •Елементи орбіти шсз
- •Тема 5. Основи теорії руху шсз
- •Поняття про незбурений рух шсз. Закони Кеплера
- •Збурюючі фактори
- •Диференціальні рівняння незбуреного руху шсз
- •5.4 Елементарний вивід рівняння руху супутника
- •Обчислення незбуреної ефемериди
- •Визначення попередніх елементів орбіти спостережень
- •Тема 6. Технічні засоби та методи спостереження за шсз
- •Активні та пасивні шсз
- •Класифікація методів спостережень шсз
- •Радіотехнічні спостереження
- •Доплеровські спостереження
- •6.6. Умови радіовидимості супутників
- •2.2 Змістовий модуль 2 Супутникові радіонавігаційні системи
- •Тема 7. Глобальні радіонавігіційні системи
- •Поняття про супутникові радіонавігаційні системи
- •Будова gps і глонасс
- •Космічний сегмент
- •Контрольний сегмент
- •Сегмент користувача
- •Тема 8. Структура похибок gps-спостережень
- •8.1. Загальна характеристика похибок при gps– вимірюваннях
- •Похибк,и обумовлені сузір'ям супутників, критерії їх оцінки
- •Похибки, обумовлені зовнішніми умовами
- •8.4. Похибки, обумовлені gps-приймачем
- •Тема 9. Основні принципи визначення місцеположення за допомогою супутникових систем
- •Системи координат в gps
- •Системи часу в gps
- •9.3 Міжнародна gps служба igs. Поняття про перманентну станцію та використання її даних при gps- спостереженнях
- •9.4. Застосування gps для побудови геодезичних мереж
- •Тема 10. Методи визначення координат при gps- спостереженнях
- •Класифікація технологій визначення координат gps-спостережень
- •Диференціальні методи gps-спостережень
- •Статичний метод
- •Визначення координат методом швидкої статики
- •Кінематичний метод
- •Метод стій-іди
- •Псевдостатична, псевдокінематична та реокупаційна технології
- •Тема 11. Планування геодезичного знімання
- •Необхідність та загальні засади планування gps- спостережень
- •Програми планування gps-спостережень
- •Тема 12. Опрацювання даних gps-спостережень
- •Загальний порядок та завдання, що виникають при опрацюванні даних gps-спостережень
- •Опрацювання даних gps-спостережень із застосуванням спеціальних програмних продуктів
- •Оцінка точності gps-спостережень
- •3. Методичні вказівки для виконання лабораторних робіт
- •Лабораторна робота № 1 Тема: Перетворення координат точки на земній поверхні з референцної геодезичної системи координат b, l, h в референцну декартову систему координат Xr, Yr, Zr
- •Лабораторна робота № 2 Тема: Визначення основних параметрів незбуреного руху шсз
- •Лабораторна робота № 3 Тема: Обчислення незбурених ефемерид шсз
- •Лабораторна робота № 4 Тема: Будова та призначення gps-приймачів Trimble 4800
- •Лабораторна робота № 5 Тема: Будова і технічні характеристики контролера tsc-1
- •Лабораторна робота № 6
- •Лабораторна робота № 7 Тема: gps-спостереження методом швидкої статики
- •Лабораторна робота № 8 Тема: gps-спостереження методом стій-іди
- •Лабораторна робота № 9 Тема: Знайомство з структурами gps-сигналу та файлу у форматі rinex
- •Лабораторна робота № 10 Тема: Імпорт даних gps-спостережень та робота в tgo в режимі «знімання»
- •Лабораторна робота № 11 Тема: Робота в tgo в режимі «План» та імпорт даних в AutoCad
- •Лабораторна робота № 12 Тема: Створення плану в програмі AutoCad на основі експортованих даних gps-спостережень
- •«Швидка статика»?
- •Черняга Петро Гервазійович Бялик Ігор Миколайович Янчук Руслан Миколайович супутникова геодезія
Етапи розвитку супутникової геодезії
Перші праці, що відносять до космічної геодезії, були опубліковані в другій половині 18 століття. До середини 20 століття були розроблені методи, засновані на використанні Місяця та планет сонячної системи для визначення координат точок, що значно віддалені від опорних пунктів.
4 жовтня 1957р. в СРСР було запущено перший штучний супутник Землі. Починаючи з цього моменту почалася не тільки ера освоєння космосу людиною, але й бурхливий розвиток космічної геодезії. Так уже 14 серпня 1959 року американським супутником «Explorer 6» було зроблено перший знімок Землі. А на початку 60-х років 20 століття в США почала створюватись навігаційна система першого покоління TRANSIT на базі низькоорбітальних супутників. Вона почала працювати вже з 1967 р. і дозволяла визначати координати із субметровою точністю.
В СССР у 1976 р. була створена військова система "Циклон-Б", а у 1979 р. цивільна система ЦИКАДА, що дозволяли визначати положення з точністю 50-100 метрів.
Проте справжню революцію в космічній геодезії створили супутникові радіонавігаційні системи (СРНС) наступного покоління – GPS в США и ГЛОНАСС в СРСР.
GPS (Global Positioning System) – глобальна система
визначення місцеположення, відома також під назвою NAVSTAR (Navigation Satellite Timing and Ranging). Розробка системи почалась у 1973 році. У 1978 році виведено перший супутник цієї системи. Повністю готовою GPS визнана лише у 1995 році, проте активно використовується з середини 80-х. На даний час на навколоземній орбіті існує 31 робочий супутник (планується 36), хоча для повноцінної роботи достатньо 24-х. Додаткові супутники виведено з метою підвищення точності та зменшення «мертвих зон», що з’являються внаслідок перекривання частини небосхилу перешкодами.
ГЛОНАСС (ГЛОбальна НАвігаціойна Супутникова Система) – офіційно почала розроблятися в СРСР у 1979 (насправді з середини 70-х) і у 1993 р. була офіційно прийнята в експлуатацію МО РФ (Міністерством оборони Россії). Для роботи системи достатньо 18 супутників, але на початку 80-х було заявлено про необхідність виведення на орбіту 24-х супутників. Що (за офіційними заявами) було виконано у 1987р. Проте на кінець 90-х існувало лише 9 робочих супутників. На даний час існує 18 робочих супутників і відомо про заяву виведення на орбіту 30-ти.
Кількість супутників суттєво підвищує точність GPS- вимірювань та дає можливість використовувати СРНС в умовах закриття частини небосхилу перешкодами, наприклад, в містах. Це значно розширює галузь їх застосування в геодезії.
Саме з початком експлуатації СРНС нового покоління та досягнення ними в середині 80-х років субсантиметрової, а пізніше і субміліметрової точності і виник термін
«супутникова геодезія».
Супутникова геодезія розвивається найбільш активно серед інших геодезичних наук. Наприклад, в середині 80-х років минулого століття почалися перші спроби використання GPS- вимірювань для розв’язання прикладних інженерних задач, а вже в на початку 90-х провідні країни світу на їх основі
проводили повне топографічне знімання своєї території. В 2000 році в Україні було лише близько десятка організацій, що використовували GPS-приймачі геодезичного призначення, а на даний час лише в Рівненській області близько десятка землевпорядних організацій використовують такі приймачі.
Зрозуміло, що розвиток супутникової геодезії не вичерпався. Завдяки кропіткій роботі вчених різних країн постійно розвиваються і вдосконалюються GPS і ГЛОНАСС. Крім того, впроваджуються європейська система Galileo та китайська Compass, запуски перших супутників яких заплановано на 2010 рік.