Эфемеридный расчет для заданного момента времени и конкретного спутника

                        Задание 4 (последнее , 4 часа). Эфемеридный расчет

                                                      Общие замечания

Эфемеридный расчет является составной частью решения навигационной задачи в спутниковой радионавигации, где опорные навигационные точки (спутники) подвижны. Эфемеридный расчет также выполняется на контрольно-корректирующих станциях при формировании дифференциальных поправок к псевдодальностям.

            В рамках Задания 4 студенты знакомятся с содержанием jps-сообщения GE (эфемеридная информация) и самостоятельно выполняют эфемеридный расчет для заданного момента времени и конкретного спутника.

                                      Порядок выполнения Задания следующий.

1. На момент времени __часов __ минуты 00 секунд (Москва) вычислить координаты i-го спутника, где i определяется из таблицы:

2. Рассчитать дальность до спутника и результат сравнить с соответствующим измерением псевдодальности (в метрах).

3. Отличие результата вычислений и измерений объяснить.

4. Сформировать дифференциальную поправку к псевдодальности.

Замечание 1. Расчеты рекомендуется выполнить в среде MatLab (либо любой другой на языках Pascal, C++, Basic). На точности вычислений не экономить!

Замечание 2.  Определения эфемерид

Замечание 3. Элементы временных вычислений.

Время излучения сигнала

                                                 t=t_GPS-t_RANGE,

где t_GPS – GPS-время из сообщения GT (в секундах),

      t_RANGE – псевдодальность (сек) из сообщения RC.

Cдвиг временной шкалы спутника

                                               ,

            a_f0, a_f1, a_f2 и t_oc, содержатся в сообщении GE.

Системное время GPS (без учета поправок на релятивистские эффекты и групповую задержку)

                                               t_S=t-∆t_SV

Замечание 4. Элементы координатных вычислений.

Замечание 5. Расчет дальности и дифференциальной поправки.

Дальность

R=((X-X_O)²+(Y-Y_O)³+(Z-Z_O)²)^1/2, где X_O, Y_O, Z_O – координаты приемника.

Дифференциальная поправка

                     ΔR=R- (t_RANGE + ∆t_SV – t_NAVT –T_GD + )*c,

где t_RANGE – псевдодальность (сек) из сообщения RC,

      t_NAVT  – оценка сдвига временной шкалы приемника из сообщения ТО,

      T_GD    – поправка групповой задержки из сообщения GE,

     – релятивистская поправка (в секундах),

Замечание 6. Константы.

m - универсальный гравитационный параметр WGS-84, равный (3.986005 x 10¹⁴ м³/с²);

c  - скорость света в вакууме, равная (2.99792458 x 10⁸ м/с);

π= 3.1415926535898;

= 0.000072921151467 с^-1.

Содержание отчета

1. Исходные данные.

2. Алгоритм эфемеридного расчета с выводом всех промежуточных вычислений.

3. Объяснение результатов.

Литература

1. Конспект лекций.

2. ICD-200 (основной документ, регламентирующий работу GPS), интернет.