Файл: Учебное пособие ( Лабораторный практикум на компьютере ) Київ 2008 1.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.01.2024
Просмотров: 339
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
РАЗДЕЛ 6 Решение навигационной задачи
6.1 Краткие сведения из теории
Главной задачей спутникового навигационного приемника является определения ко- ординат. Для решения этой задачи требуется обнаружить сигналы спутников, перейти в режим слежения за сигналами, принять и декодировать данные, поступаюшие в сообще- ниях спутников, измерить расстояния до спутников, обработать всю информацию и ре- шить навигационную задачу.
Один из алгоритмов определения координат приемника потребителя изложен в кни- ге [1].
В данном подразделе приводится m- файл positionV0.m, решающий навигационную задачу. На CD- диске файл расположен в папке «Координаты приемника». Комментарий к программным процедурам дается в тексте программы.
Цель лабораторной работы: изучение метода расчета координат потребителя по данным, полученным с навигационных спутников GPS, ГЛОНАСС и измеренным псевдо- дальностям
6.2 Лабораторная работа 4. 1 «Решение навигационной задачи»
Рекомендуется следующий порядок выполнения лабораторной работы.
1. Создайте папку Координаты приемника_My запишите в ее файл из папки Коорди-
наты приемника.
2. Откройте файл positionV0.m, изучите программные процедуры и комментарии и вы- полните задания 1- 2.
3. Задание 1. Последовательно выполните файл positionV0.m для расчета координат при участии в расчетах 15, 14, 13, 9, 8, 7, 6 спутников из разных созвездий. Проанализи- руйте полученные результаты. Расчеты позиции и результаты анализа запишите в от- чет.
4. Задание 2. Добавьте к псевдодальностям до спутников, которые используются для решения навигационной задачи одинаковое приращение. Исполните файл. Проанали- зируйте и объясните полученный результат. Данные занесите в отчет.
6.3 Вопросы и задания для самоподготовки
1. Какие входные данные требуются для решения навигационной задачи?
2. Какое минимальное количество навигационных спутников одного созвездия требуется для решения навигационной задачи?.
224
3. Какое минимальное количество навигационных спутников двух созвездий требуется для решения навигационной задачи?.
4. Каким образом определяется псевдодальность до навигационного спутника?
5. Почему при увеличении псевдодальностей до спутников, принимающих участие в на- вигационной задаче, на одну и туже величину позиция координат не изменяется?
6. Как определяется пространственный геометрический фактор (PDOP)?
7. Какие начальные условия могут быть при решении навигационной задачи?
6.4 Файл из папки «Координаты приемника»
Файл positionV0.m
%Имя m-файла:positionV0.m
%Входные данные:
%Координаты спутников GPS; задаются в виде коэффициентов матрицы A(i,j);i=1,...,11- условный номер
%спутника; j= 1,...,3- координата x, y, z соответственно; размерность метр.
%Координаты спутников ГЛОНАСС; задаются в виде коэффициентов матрицы A(i,j);i=12,...,15- ус- ловный
%номер спутника; j= 1,...,3- координата x, y, z соответственно; размерность метр.
%Измеренные псевдодальности до спутников GPS; задаются в виде вектора P(i),i=1,...,11, размер- ность
%метр.
%Измеренные псевдодальности до спутников ГЛОНАСС; задаются в виде вектора P(i),i=12,...,15,
% записанного в виде произведения скорости света умноженной на время распространения сигнала
% от спутника до фазового центра антенны приемника, размерность метр.
%N- количество спутников участвующих в расчетах
%Выходные данные:
%Позиция приемника COOR(1:3): COOR(1), COOR(2), COOR(3)- координаты x, y, z соответственно.
%delta- разность между рассчитанной и измеренной позициями приемника
%PDOP- пространственный геометрический фактор
% Координаты позиции приемника
Rx=3504451.023;
Ry=2061316.876;
Rz=4897990.975; c=299792458;% скорость света, м/сек
%Координаты спутников GPS
A(1,1)=7439695.07931521 ;
A(1,2)=18359432.4518111 ;
A(1,3)= -18242050.2245942;
A(2,1)=13202399.4654164;
A(2,2)=12654731.9283261;
225
A(2,3)=-19136436.3144384;
A(3,1)=-3504533.72350397;
A(3,2)=-22776742.1951248;
A(3,3)=13405348.1750206;
%5
A(4,1)=-16282945.450944;
A(4,2)=-1270691.73493271;
A(4,3)=21052945.4792735;
A(5,1)=6910739.42467448;
A(5,2)=-15581694.9377712;
A(5,3)=-20210215.8550669;
A(6,1)=-19914539.0913112 ;
A(6,2)=-11309423.4985691;
A(6,3)=13445462.9750841;
A(7,1)=23697731.7992212 ;
A(7,2)=-7760416.42074437;
A(7,3)=-9233928.25341097;
A(8,1)=-9966566.45967017;
A(8,2)=14363132.6112417;
A(8,3)=19937635.2625642;
A(9,1)=-16928888.1195712;
A(9,2)= 1667886.70427429;
A(9,3)=-20937559.8370906;
A(10,1)=12332560.1018299 ;
A(10,2)=-23677009.6410659;
A(10,3)=-712026.572990682;
A(11,1)=-16509966.8126889 ;
A(11,2)=-10852956.1028937;
A(11,3)=-18034660.0011514;
%Координаты спутников ГЛОНАСС
A(15,1)=12279069.90;
A(15,2)=10026127.03;
A(15,3)=19974462.48;
A(14,1)=24375988.15 ;
226
A(14,2)=4063057.68;
A(14,3)=6272838.71;
A(13,1)=-12411749.31;
A(13,2)=397576.93;
A(13,3)=22271317.88;
A(12,1)=-681900.76;
A(12,2)=-16134355.65;
A(12,3)= 19720999.24;
%Начало отсчета для решения задачи расчета координат позиции приемника (центр земли)
X=0;Y=0;Z=0;T1=0.0;T2=0;
% Задание ТОЧНОСТИ вычислений eps1=10; dX=eps1*10; dY=eps1*10;dZ=eps1*10;dT1=eps1*10;dT2=eps1*10; apred=[X Y Z T1 T2]; da=[eps1*10 eps1*10 eps1*10 eps1*10 eps1*10];%abs(apred) while da > [eps1 eps1 eps1 eps1 eps1] a=[X Y Z T1 T2];
R=[a;a;a;a;a;a;a;a;a;a;a;a;a;a;a];
W=0.0;%коэффициент при искусственном введении ошибки в псевдодальности; может выбираться
%произвольно
%Измеренные псевдодальности до спутников GPS
P(1) = 2.857579786854914e+007+W*c;
P(2)= 2.79986489244377e+007+W*c ;
P(3)= 2.71740716883972e+007+W*c ;
P(4)= 2.57609373982301e+007+W*c ;
P(5)= 3.08755682823437e+007+W*c ;
P(6)= 2.82893102378011e+007+W*c ;
P(7)= 2.65319839917412e+007+W*c;
P(8)= 2.36430514675815e+007+W*c ;
P(9)= 3.29416426666836e+007+W*c ;
P(10)=2.77825351380247e+007+W*c ;
P(11)=3.30645104102405e+007+W*c;
%Измеренные псевдодальности до спутников ГЛОНАСС
P(15)=c*0.0635691153+W*c;
P(14)=c*0.0696933803+W*c;
P(13)=c*0.0783930561+W*c;
P(12)=c*0.0791243185+W*c;
227
%i=1:15;j=1:3; n=15; for ( i = 1: n )
%Расчетные псевдодальности
PR(i)=sqrt((A(i,1)-R(1,1))^2+(A(i,2)-R(1,2))^2....
+(A(i,3)-R(1,3))^2);
%Формирование матрицы для решения навигационной задачи for ( j = 1: 3)
D(i,j) = (A(i,j) - R(i)) / PR(i); end;
D(1:11,4)=1;
D(12:15,4)=0;
D(1:11,5)=0;
D(12:15,5)=1;
DD=[D];
%Расчет приращений
L(i)=PR(i)-P(i); end; % for (i =1: n )
%Выбор спутников
%ДЛЯ ДАННОЙ ЗАДАЧИ НЕ МЕНЕЕ 5 ОБЯЗАТЕЛЬНО ИЗ 1-11 И 12-15
N=15;%ЧИСЛО СПУТНИКОВ
W1=eye(N);% единичная матрица (может выступать как матрица весовых коэффициентов
VSv=[1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15];% спутники, участвующие в решении навигационной задачи
%(размерность вектора VSv равна N
G=DD(VSv,:);
DL=L(VSv);
Dr=inv(G'*W1*G)*G'*W1*DL';
%Конечный этап решения навигационной задачи a1=a+(Dr(1:5))';
X=a1(1);
Y=a1(2);
Z=a1(3);
Dr(4)=a1(4);
Dr(5)=a1(5); dX=abs(a1(1)-apred(1)); dY=abs(a1(2)-apred(2)); dZ=abs(a1(3)-apred(3)); dT1=abs(a1(4)-apred(4)); dT2=abs(a1(5)-apred(5)); da=[dX dY dZ dT1 dT2]; apred=a1;
228
Dr(4);
RM=(inv(G'*G));
COOR=a1'; end % while da > [eps1 eps1 eps1 eps1 eps1]
%Результат решения (отображается в командном окне)
COOR(1:3) delta=COOR(1:3)- [ Rx; Ry ;Rz]
PDOP=sqrt(RM(1,1)+RM(2,2)+RM(3,3))
229
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1 Отчеты по лабораторной работе
Национальный авиационный университет
Кафедра аэронавигационных систем
Дисциплина
Авиационные геоинформационные технологии и системы
Название работы
Преобразование координат
Модуль 4
Группа
309
Студент
Дата
Задание 1
Входные данные
Результат
Задание 2
Входные данные
Результат
Задание 3
Входные данные
Результат
Задание 4
Входные данные
Результат
Задание 5
Входные данные
Результат
Задание 6
Входные данные
Результат
Вопросы и предложения по совершенствованию пакета программ, возникшие при выпол- нении лабораторной работы ( не снижают оценки)
Работу выполнил
Работа защищена
Оценка
Баллы
230
Приложение 2 Альманах almanac_yuma_week0371_589824.txt
******** Week 371 almanac for PRN-01 ********
ID: 01
Health: 000
Eccentricity: 0.6433486938E-002
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.9891683363
Rate of Right Ascen(r/s): -0.7428880871E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.682617
Right Ascen at Week(rad): 0.1840750730E+000
Argument of Perigee(rad): -1.785071272
Mean Anom(rad): 0.7153421297E+000
Af0(s): 0.8106231689E-004
Af1(s/s): 0.3637978807E-011 week: 371
******** Week 371 almanac for PRN-02 ********
ID: 02
Health: 000
Eccentricity: 0.8791923523E-002
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.9486137192
Rate of Right Ascen(r/s): -0.8343204671E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.676270
Right Ascen at Week(rad): -0.1956580136E+001
Argument of Perigee(rad): 2.154924301
Mean Anom(rad): 0.1956755406E+001
Af0(s): 0.4291534424E-004
Af1(s/s): 0.3637978807E-011 week: 371
******** Week 371 almanac for PRN-03 ********
ID: 03
Health: 000
Eccentricity: 0.8668422699E-002
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.9265986981
Rate of Right Ascen(r/s): -0.8000333246E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.649902
Right Ascen at Week(rad): -0.3094183060E+001
Argument of Perigee(rad): 0.693907594
Mean Anom(rad): 0.1250441517E+001 231
Af0(s): 0.0000000000E+000
Af1(s/s): 0.0000000000E+000 week: 371
******** Week 371 almanac for PRN-04 ********
ID: 04
Health: 000
Eccentricity: 0.7489204407E-002
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.9480983976
Rate of Right Ascen(r/s): -0.8377491813E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.614746
Right Ascen at Week(rad): -0.1937034989E+001
Argument of Perigee(rad): 0.175379020
Mean Anom(rad): -0.1777541434E+001
Af0(s): 0.3204345703E-003
Af1(s/s): 0.3637978807E-011 week: 371
******** Week 371 almanac for PRN-05 ********
ID: 05
Health: 000
Eccentricity: 0.7562637329E-002
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.9383791912
Rate of Right Ascen(r/s): -0.8377491813E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.708496
Right Ascen at Week(rad): 0.2152298633E+001
Argument of Perigee(rad): 1.119532585
Mean Anom(rad): -0.2106830109E+001
Af0(s): 0.3604888916E-003
Af1(s/s): 0.7275957614E-011 week: 371
******** Week 371 almanac for PRN-06 ********
ID: 06
Health: 000
Eccentricity: 0.5908012390E-002
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.9341367755
Rate of Right Ascen(r/s): -0.7908900866E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.619141 232
Right Ascen at Week(rad): -0.3034609103E+001
Argument of Perigee(rad): -1.780730361
Mean Anom(rad): -0.9042577060E+000
Af0(s): 0.5846023560E-003
Af1(s/s): -0.7275957614E-011 week: 371
******** Week 371 almanac for PRN-07 ********
ID: 07
Health: 000
Eccentricity: 0.1040410995E-001
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.9356827406
Rate of Right Ascen(r/s): -0.7886042771E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.685059
Right Ascen at Week(rad): -0.3060504766E+001
Argument of Perigee(rad): -1.749639911
Mean Anom(rad): -0.1922240838E+001
Af0(s): 0.5168914795E-003
Af1(s/s): -0.3637978807E-011 week: 371
******** Week 371 almanac for PRN-08 ********
ID: 08
Health: 000
Eccentricity: 0.9914398193E-002
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.9745475819
Rate of Right Ascen(r/s): -0.7966046104E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.539062
Right Ascen at Week(rad): 0.1231207959E+001
Argument of Perigee(rad): 2.686667357
Mean Anom(rad): -0.7501956263E+000
Af0(s): -0.8201599121E-004
Af1(s/s): 0.0000000000E+000 week: 371
******** Week 371 almanac for PRN-09 ********
ID: 09
Health: 000
Eccentricity: 0.1845741272E-001
Time of Applicability(s): 589824.0000 233
Orbital Inclination(rad): 0.9622577593
Rate of Right Ascen(r/s): -0.8068907531E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.671387
Right Ascen at Week(rad): 0.1149889750E+001
Argument of Perigee(rad): 1.287954388
Mean Anom(rad): -0.1098117899E+001
Af0(s): 0.3910064697E-004
Af1(s/s): 0.0000000000E+000 week: 371
******** Week 371 almanac for PRN-10 ********
ID: 10
Health: 000
Eccentricity: 0.7097244263E-002
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.9720308947
Rate of Right Ascen(r/s): -0.8148910863E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.645020
Right Ascen at Week(rad): -0.8825482826E+000
Argument of Perigee(rad): 0.433749921
Mean Anom(rad): 0.2462789677E+001
Af0(s): 0.9059906006E-004
Af1(s/s): 0.0000000000E+000 week: 371
******** Week 371 almanac for PRN-11 ********
ID: 11
Health: 000
Eccentricity: 0.5926132202E-002
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.8959370587
Rate of Right Ascen(r/s): -0.8766079428E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.632812
Right Ascen at Week(rad): -0.2108013177E+001
Argument of Perigee(rad): 0.390399234
Mean Anom(rad): -0.2848103480E+000
Af0(s): 0.3538131714E-003
Af1(s/s): 0.3637978807E-011 week: 371
******** Week 371 almanac for PRN-13 ********
ID: 13 234
Health: 000
Eccentricity: 0.3000736237E-002
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.9933448387
Rate of Right Ascen(r/s): -0.7371735634E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.679199
Right Ascen at Week(rad): 0.1701995876E+000
Argument of Perigee(rad): 1.288820997
Mean Anom(rad): 0.2232474970E+001
Af0(s): 0.1010894775E-003
Af1(s/s): 0.3637978807E-011 week: 371
******** Week 371 almanac for PRN-14 ********
ID: 14
Health: 000
Eccentricity: 0.2767562866E-002
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.9874366158
Rate of Right Ascen(r/s): -0.7440309919E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.655762
Right Ascen at Week(rad): 0.1563154885E+000
Argument of Perigee(rad): -2.149011959
Mean Anom(rad): 0.1778858575E+001
Af0(s): -0.3814697266E-005
Af1(s/s): 0.0000000000E+000 week: 371
******** Week 371 almanac for PRN-15 ********
ID: 15
Health: 063
Eccentricity: 0.9871482849E-002
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.9550732165
Rate of Right Ascen(r/s): -0.8331775623E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.590332
Right Ascen at Week(rad): -0.1878719376E+001
Argument of Perigee(rad): 2.707203450
Mean Anom(rad): -0.8356221774E+000
Af0(s): -0.1239776611E-004
Af1(s/s): -0.7275957614E-011 week: 371 235
******** Week 371 almanac for PRN-16 ********
ID: 16
Health: 000
Eccentricity: 0.3452777863E-002
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.9625393886
Rate of Right Ascen(r/s): -0.8046049436E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.742676
Right Ascen at Week(rad): 0.2246890869E+001
Argument of Perigee(rad): -0.752799948
Mean Anom(rad): -0.2465972986E+001
Af0(s): 0.8010864258E-004
Af1(s/s): 0.3637978807E-011 week: 371
******** Week 371 almanac for PRN-17 ********
ID: 17
Health: 000
Eccentricity: 0.2206325531E-002
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.9605200467
Rate of Right Ascen(r/s): -0.7646032774E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.700684
Right Ascen at Week(rad): -0.2997563617E+001
Argument of Perigee(rad): 3.072893084
Mean Anom(rad): 0.2863357900E+001
Af0(s): 0.9346008301E-004
Af1(s/s): 0.0000000000E+000 week: 371
******** Week 371 almanac for PRN-18 ********
ID: 18
Health: 000
Eccentricity: 0.7766723633E-002
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.9561158440
Rate of Right Ascen(r/s): -0.8320346576E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.662598
Right Ascen at Week(rad): -0.8627342392E+000
Argument of Perigee(rad): -2.623552062
Mean Anom(rad): -0.2391461443E+001 236
Af0(s): -0.2508163452E-003
Af1(s/s): 0.0000000000E+000 week: 371
******** Week 371 almanac for PRN-19 ********
ID: 19
Health: 000
Eccentricity: 0.3551006317E-002
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.9584467758
Rate of Right Ascen(r/s): -0.7691748964E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.620605
Right Ascen at Week(rad): -0.2938595987E+001
Argument of Perigee(rad): -1.107215049
Mean Anom(rad): 0.2514810201E+001
Af0(s): 0.2193450928E-004
Af1(s/s): 0.3637978807E-011 week: 371
******** Week 371 almanac for PRN-20 ********
ID: 20
Health: 000
Eccentricity: 0.2744674683E-002
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.9556065145
Rate of Right Ascen(r/s): -0.8366062766E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.614258
Right Ascen at Week(rad): -0.9157782912E+000
Argument of Perigee(rad): 1.354951823
Mean Anom(rad): -0.2545847096E+001
Af0(s): -0.2193450928E-004
Af1(s/s): 0.0000000000E+000 week: 371
******** Week 371 almanac for PRN-21 ********
ID: 21
Health: 000
Eccentricity: 0.1168870926E-001
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.9416448924
Rate of Right Ascen(r/s): -0.8468924193E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.627441 237
Right Ascen at Week(rad): -0.1917635525E+001
Argument of Perigee(rad): -2.914216703
6.1 Краткие сведения из теории
Главной задачей спутникового навигационного приемника является определения ко- ординат. Для решения этой задачи требуется обнаружить сигналы спутников, перейти в режим слежения за сигналами, принять и декодировать данные, поступаюшие в сообще- ниях спутников, измерить расстояния до спутников, обработать всю информацию и ре- шить навигационную задачу.
Один из алгоритмов определения координат приемника потребителя изложен в кни- ге [1].
В данном подразделе приводится m- файл positionV0.m, решающий навигационную задачу. На CD- диске файл расположен в папке «Координаты приемника». Комментарий к программным процедурам дается в тексте программы.
Цель лабораторной работы: изучение метода расчета координат потребителя по данным, полученным с навигационных спутников GPS, ГЛОНАСС и измеренным псевдо- дальностям
6.2 Лабораторная работа 4. 1 «Решение навигационной задачи»
Рекомендуется следующий порядок выполнения лабораторной работы.
1. Создайте папку Координаты приемника_My запишите в ее файл из папки Коорди-
наты приемника.
2. Откройте файл positionV0.m, изучите программные процедуры и комментарии и вы- полните задания 1- 2.
3. Задание 1. Последовательно выполните файл positionV0.m для расчета координат при участии в расчетах 15, 14, 13, 9, 8, 7, 6 спутников из разных созвездий. Проанализи- руйте полученные результаты. Расчеты позиции и результаты анализа запишите в от- чет.
4. Задание 2. Добавьте к псевдодальностям до спутников, которые используются для решения навигационной задачи одинаковое приращение. Исполните файл. Проанали- зируйте и объясните полученный результат. Данные занесите в отчет.
6.3 Вопросы и задания для самоподготовки
1. Какие входные данные требуются для решения навигационной задачи?
2. Какое минимальное количество навигационных спутников одного созвездия требуется для решения навигационной задачи?.
224
3. Какое минимальное количество навигационных спутников двух созвездий требуется для решения навигационной задачи?.
4. Каким образом определяется псевдодальность до навигационного спутника?
5. Почему при увеличении псевдодальностей до спутников, принимающих участие в на- вигационной задаче, на одну и туже величину позиция координат не изменяется?
6. Как определяется пространственный геометрический фактор (PDOP)?
7. Какие начальные условия могут быть при решении навигационной задачи?
6.4 Файл из папки «Координаты приемника»
Файл positionV0.m
%Имя m-файла:positionV0.m
%Входные данные:
%Координаты спутников GPS; задаются в виде коэффициентов матрицы A(i,j);i=1,...,11- условный номер
%спутника; j= 1,...,3- координата x, y, z соответственно; размерность метр.
%Координаты спутников ГЛОНАСС; задаются в виде коэффициентов матрицы A(i,j);i=12,...,15- ус- ловный
%номер спутника; j= 1,...,3- координата x, y, z соответственно; размерность метр.
%Измеренные псевдодальности до спутников GPS; задаются в виде вектора P(i),i=1,...,11, размер- ность
%метр.
%Измеренные псевдодальности до спутников ГЛОНАСС; задаются в виде вектора P(i),i=12,...,15,
% записанного в виде произведения скорости света умноженной на время распространения сигнала
% от спутника до фазового центра антенны приемника, размерность метр.
%N- количество спутников участвующих в расчетах
%Выходные данные:
%Позиция приемника COOR(1:3): COOR(1), COOR(2), COOR(3)- координаты x, y, z соответственно.
%delta- разность между рассчитанной и измеренной позициями приемника
%PDOP- пространственный геометрический фактор
% Координаты позиции приемника
Rx=3504451.023;
Ry=2061316.876;
Rz=4897990.975; c=299792458;% скорость света, м/сек
%Координаты спутников GPS
A(1,1)=7439695.07931521 ;
A(1,2)=18359432.4518111 ;
A(1,3)= -18242050.2245942;
A(2,1)=13202399.4654164;
A(2,2)=12654731.9283261;
225
A(2,3)=-19136436.3144384;
A(3,1)=-3504533.72350397;
A(3,2)=-22776742.1951248;
A(3,3)=13405348.1750206;
%5
A(4,1)=-16282945.450944;
A(4,2)=-1270691.73493271;
A(4,3)=21052945.4792735;
A(5,1)=6910739.42467448;
A(5,2)=-15581694.9377712;
A(5,3)=-20210215.8550669;
A(6,1)=-19914539.0913112 ;
A(6,2)=-11309423.4985691;
A(6,3)=13445462.9750841;
A(7,1)=23697731.7992212 ;
A(7,2)=-7760416.42074437;
A(7,3)=-9233928.25341097;
A(8,1)=-9966566.45967017;
A(8,2)=14363132.6112417;
A(8,3)=19937635.2625642;
A(9,1)=-16928888.1195712;
A(9,2)= 1667886.70427429;
A(9,3)=-20937559.8370906;
A(10,1)=12332560.1018299 ;
A(10,2)=-23677009.6410659;
A(10,3)=-712026.572990682;
A(11,1)=-16509966.8126889 ;
A(11,2)=-10852956.1028937;
A(11,3)=-18034660.0011514;
%Координаты спутников ГЛОНАСС
A(15,1)=12279069.90;
A(15,2)=10026127.03;
A(15,3)=19974462.48;
A(14,1)=24375988.15 ;
226
A(14,2)=4063057.68;
A(14,3)=6272838.71;
A(13,1)=-12411749.31;
A(13,2)=397576.93;
A(13,3)=22271317.88;
A(12,1)=-681900.76;
A(12,2)=-16134355.65;
A(12,3)= 19720999.24;
%Начало отсчета для решения задачи расчета координат позиции приемника (центр земли)
X=0;Y=0;Z=0;T1=0.0;T2=0;
% Задание ТОЧНОСТИ вычислений eps1=10; dX=eps1*10; dY=eps1*10;dZ=eps1*10;dT1=eps1*10;dT2=eps1*10; apred=[X Y Z T1 T2]; da=[eps1*10 eps1*10 eps1*10 eps1*10 eps1*10];%abs(apred) while da > [eps1 eps1 eps1 eps1 eps1] a=[X Y Z T1 T2];
R=[a;a;a;a;a;a;a;a;a;a;a;a;a;a;a];
W=0.0;%коэффициент при искусственном введении ошибки в псевдодальности; может выбираться
%произвольно
%Измеренные псевдодальности до спутников GPS
P(1) = 2.857579786854914e+007+W*c;
P(2)= 2.79986489244377e+007+W*c ;
P(3)= 2.71740716883972e+007+W*c ;
P(4)= 2.57609373982301e+007+W*c ;
P(5)= 3.08755682823437e+007+W*c ;
P(6)= 2.82893102378011e+007+W*c ;
P(7)= 2.65319839917412e+007+W*c;
P(8)= 2.36430514675815e+007+W*c ;
P(9)= 3.29416426666836e+007+W*c ;
P(10)=2.77825351380247e+007+W*c ;
P(11)=3.30645104102405e+007+W*c;
%Измеренные псевдодальности до спутников ГЛОНАСС
P(15)=c*0.0635691153+W*c;
P(14)=c*0.0696933803+W*c;
P(13)=c*0.0783930561+W*c;
P(12)=c*0.0791243185+W*c;
227
%i=1:15;j=1:3; n=15; for ( i = 1: n )
%Расчетные псевдодальности
PR(i)=sqrt((A(i,1)-R(1,1))^2+(A(i,2)-R(1,2))^2....
+(A(i,3)-R(1,3))^2);
%Формирование матрицы для решения навигационной задачи for ( j = 1: 3)
D(i,j) = (A(i,j) - R(i)) / PR(i); end;
D(1:11,4)=1;
D(12:15,4)=0;
D(1:11,5)=0;
D(12:15,5)=1;
DD=[D];
%Расчет приращений
L(i)=PR(i)-P(i); end; % for (i =1: n )
%Выбор спутников
%ДЛЯ ДАННОЙ ЗАДАЧИ НЕ МЕНЕЕ 5 ОБЯЗАТЕЛЬНО ИЗ 1-11 И 12-15
N=15;%ЧИСЛО СПУТНИКОВ
W1=eye(N);% единичная матрица (может выступать как матрица весовых коэффициентов
VSv=[1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15];% спутники, участвующие в решении навигационной задачи
%(размерность вектора VSv равна N
G=DD(VSv,:);
DL=L(VSv);
Dr=inv(G'*W1*G)*G'*W1*DL';
%Конечный этап решения навигационной задачи a1=a+(Dr(1:5))';
X=a1(1);
Y=a1(2);
Z=a1(3);
Dr(4)=a1(4);
Dr(5)=a1(5); dX=abs(a1(1)-apred(1)); dY=abs(a1(2)-apred(2)); dZ=abs(a1(3)-apred(3)); dT1=abs(a1(4)-apred(4)); dT2=abs(a1(5)-apred(5)); da=[dX dY dZ dT1 dT2]; apred=a1;
228
Dr(4);
RM=(inv(G'*G));
COOR=a1'; end % while da > [eps1 eps1 eps1 eps1 eps1]
%Результат решения (отображается в командном окне)
COOR(1:3) delta=COOR(1:3)- [ Rx; Ry ;Rz]
PDOP=sqrt(RM(1,1)+RM(2,2)+RM(3,3))
229
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1 Отчеты по лабораторной работе
Национальный авиационный университет
Кафедра аэронавигационных систем
Дисциплина
Авиационные геоинформационные технологии и системы
Название работы
Преобразование координат
Модуль 4
Группа
309
Студент
Дата
Задание 1
Входные данные
Результат
Задание 2
Входные данные
Результат
Задание 3
Входные данные
Результат
Задание 4
Входные данные
Результат
Задание 5
Входные данные
Результат
Задание 6
Входные данные
Результат
Вопросы и предложения по совершенствованию пакета программ, возникшие при выпол- нении лабораторной работы ( не снижают оценки)
Работу выполнил
Работа защищена
Оценка
Баллы
230
Приложение 2 Альманах almanac_yuma_week0371_589824.txt
******** Week 371 almanac for PRN-01 ********
ID: 01
Health: 000
Eccentricity: 0.6433486938E-002
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.9891683363
Rate of Right Ascen(r/s): -0.7428880871E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.682617
Right Ascen at Week(rad): 0.1840750730E+000
Argument of Perigee(rad): -1.785071272
Mean Anom(rad): 0.7153421297E+000
Af0(s): 0.8106231689E-004
Af1(s/s): 0.3637978807E-011 week: 371
******** Week 371 almanac for PRN-02 ********
ID: 02
Health: 000
Eccentricity: 0.8791923523E-002
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.9486137192
Rate of Right Ascen(r/s): -0.8343204671E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.676270
Right Ascen at Week(rad): -0.1956580136E+001
Argument of Perigee(rad): 2.154924301
Mean Anom(rad): 0.1956755406E+001
Af0(s): 0.4291534424E-004
Af1(s/s): 0.3637978807E-011 week: 371
******** Week 371 almanac for PRN-03 ********
ID: 03
Health: 000
Eccentricity: 0.8668422699E-002
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.9265986981
Rate of Right Ascen(r/s): -0.8000333246E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.649902
Right Ascen at Week(rad): -0.3094183060E+001
Argument of Perigee(rad): 0.693907594
Mean Anom(rad): 0.1250441517E+001 231
Af0(s): 0.0000000000E+000
Af1(s/s): 0.0000000000E+000 week: 371
******** Week 371 almanac for PRN-04 ********
ID: 04
Health: 000
Eccentricity: 0.7489204407E-002
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.9480983976
Rate of Right Ascen(r/s): -0.8377491813E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.614746
Right Ascen at Week(rad): -0.1937034989E+001
Argument of Perigee(rad): 0.175379020
Mean Anom(rad): -0.1777541434E+001
Af0(s): 0.3204345703E-003
Af1(s/s): 0.3637978807E-011 week: 371
******** Week 371 almanac for PRN-05 ********
ID: 05
Health: 000
Eccentricity: 0.7562637329E-002
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.9383791912
Rate of Right Ascen(r/s): -0.8377491813E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.708496
Right Ascen at Week(rad): 0.2152298633E+001
Argument of Perigee(rad): 1.119532585
Mean Anom(rad): -0.2106830109E+001
Af0(s): 0.3604888916E-003
Af1(s/s): 0.7275957614E-011 week: 371
******** Week 371 almanac for PRN-06 ********
ID: 06
Health: 000
Eccentricity: 0.5908012390E-002
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.9341367755
Rate of Right Ascen(r/s): -0.7908900866E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.619141 232
Right Ascen at Week(rad): -0.3034609103E+001
Argument of Perigee(rad): -1.780730361
Mean Anom(rad): -0.9042577060E+000
Af0(s): 0.5846023560E-003
Af1(s/s): -0.7275957614E-011 week: 371
******** Week 371 almanac for PRN-07 ********
ID: 07
Health: 000
Eccentricity: 0.1040410995E-001
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.9356827406
Rate of Right Ascen(r/s): -0.7886042771E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.685059
Right Ascen at Week(rad): -0.3060504766E+001
Argument of Perigee(rad): -1.749639911
Mean Anom(rad): -0.1922240838E+001
Af0(s): 0.5168914795E-003
Af1(s/s): -0.3637978807E-011 week: 371
******** Week 371 almanac for PRN-08 ********
ID: 08
Health: 000
Eccentricity: 0.9914398193E-002
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.9745475819
Rate of Right Ascen(r/s): -0.7966046104E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.539062
Right Ascen at Week(rad): 0.1231207959E+001
Argument of Perigee(rad): 2.686667357
Mean Anom(rad): -0.7501956263E+000
Af0(s): -0.8201599121E-004
Af1(s/s): 0.0000000000E+000 week: 371
******** Week 371 almanac for PRN-09 ********
ID: 09
Health: 000
Eccentricity: 0.1845741272E-001
Time of Applicability(s): 589824.0000 233
Orbital Inclination(rad): 0.9622577593
Rate of Right Ascen(r/s): -0.8068907531E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.671387
Right Ascen at Week(rad): 0.1149889750E+001
Argument of Perigee(rad): 1.287954388
Mean Anom(rad): -0.1098117899E+001
Af0(s): 0.3910064697E-004
Af1(s/s): 0.0000000000E+000 week: 371
******** Week 371 almanac for PRN-10 ********
ID: 10
Health: 000
Eccentricity: 0.7097244263E-002
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.9720308947
Rate of Right Ascen(r/s): -0.8148910863E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.645020
Right Ascen at Week(rad): -0.8825482826E+000
Argument of Perigee(rad): 0.433749921
Mean Anom(rad): 0.2462789677E+001
Af0(s): 0.9059906006E-004
Af1(s/s): 0.0000000000E+000 week: 371
******** Week 371 almanac for PRN-11 ********
ID: 11
Health: 000
Eccentricity: 0.5926132202E-002
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.8959370587
Rate of Right Ascen(r/s): -0.8766079428E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.632812
Right Ascen at Week(rad): -0.2108013177E+001
Argument of Perigee(rad): 0.390399234
Mean Anom(rad): -0.2848103480E+000
Af0(s): 0.3538131714E-003
Af1(s/s): 0.3637978807E-011 week: 371
******** Week 371 almanac for PRN-13 ********
ID: 13 234
Health: 000
Eccentricity: 0.3000736237E-002
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.9933448387
Rate of Right Ascen(r/s): -0.7371735634E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.679199
Right Ascen at Week(rad): 0.1701995876E+000
Argument of Perigee(rad): 1.288820997
Mean Anom(rad): 0.2232474970E+001
Af0(s): 0.1010894775E-003
Af1(s/s): 0.3637978807E-011 week: 371
******** Week 371 almanac for PRN-14 ********
ID: 14
Health: 000
Eccentricity: 0.2767562866E-002
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.9874366158
Rate of Right Ascen(r/s): -0.7440309919E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.655762
Right Ascen at Week(rad): 0.1563154885E+000
Argument of Perigee(rad): -2.149011959
Mean Anom(rad): 0.1778858575E+001
Af0(s): -0.3814697266E-005
Af1(s/s): 0.0000000000E+000 week: 371
******** Week 371 almanac for PRN-15 ********
ID: 15
Health: 063
Eccentricity: 0.9871482849E-002
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.9550732165
Rate of Right Ascen(r/s): -0.8331775623E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.590332
Right Ascen at Week(rad): -0.1878719376E+001
Argument of Perigee(rad): 2.707203450
Mean Anom(rad): -0.8356221774E+000
Af0(s): -0.1239776611E-004
Af1(s/s): -0.7275957614E-011 week: 371 235
******** Week 371 almanac for PRN-16 ********
ID: 16
Health: 000
Eccentricity: 0.3452777863E-002
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.9625393886
Rate of Right Ascen(r/s): -0.8046049436E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.742676
Right Ascen at Week(rad): 0.2246890869E+001
Argument of Perigee(rad): -0.752799948
Mean Anom(rad): -0.2465972986E+001
Af0(s): 0.8010864258E-004
Af1(s/s): 0.3637978807E-011 week: 371
******** Week 371 almanac for PRN-17 ********
ID: 17
Health: 000
Eccentricity: 0.2206325531E-002
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.9605200467
Rate of Right Ascen(r/s): -0.7646032774E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.700684
Right Ascen at Week(rad): -0.2997563617E+001
Argument of Perigee(rad): 3.072893084
Mean Anom(rad): 0.2863357900E+001
Af0(s): 0.9346008301E-004
Af1(s/s): 0.0000000000E+000 week: 371
******** Week 371 almanac for PRN-18 ********
ID: 18
Health: 000
Eccentricity: 0.7766723633E-002
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.9561158440
Rate of Right Ascen(r/s): -0.8320346576E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.662598
Right Ascen at Week(rad): -0.8627342392E+000
Argument of Perigee(rad): -2.623552062
Mean Anom(rad): -0.2391461443E+001 236
Af0(s): -0.2508163452E-003
Af1(s/s): 0.0000000000E+000 week: 371
******** Week 371 almanac for PRN-19 ********
ID: 19
Health: 000
Eccentricity: 0.3551006317E-002
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.9584467758
Rate of Right Ascen(r/s): -0.7691748964E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.620605
Right Ascen at Week(rad): -0.2938595987E+001
Argument of Perigee(rad): -1.107215049
Mean Anom(rad): 0.2514810201E+001
Af0(s): 0.2193450928E-004
Af1(s/s): 0.3637978807E-011 week: 371
******** Week 371 almanac for PRN-20 ********
ID: 20
Health: 000
Eccentricity: 0.2744674683E-002
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.9556065145
Rate of Right Ascen(r/s): -0.8366062766E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.614258
Right Ascen at Week(rad): -0.9157782912E+000
Argument of Perigee(rad): 1.354951823
Mean Anom(rad): -0.2545847096E+001
Af0(s): -0.2193450928E-004
Af1(s/s): 0.0000000000E+000 week: 371
******** Week 371 almanac for PRN-21 ********
ID: 21
Health: 000
Eccentricity: 0.1168870926E-001
Time of Applicability(s): 589824.0000
Orbital Inclination(rad): 0.9416448924
Rate of Right Ascen(r/s): -0.8468924193E-008
SQRT(A) (m 1/2): 5153.627441 237
Right Ascen at Week(rad): -0.1917635525E+001
Argument of Perigee(rad): -2.914216703
1 ... 6 7 8 9 10 11 12 13 14