|
|
(Není zobrazeno 18 mezilehlých verzí od 2 dalších uživatelů.) |
Řádek 1: |
Řádek 1: |
| ==Termín odevzdání==
| |
| 1.11. 2012
| |
|
| |
|
| ==Název úlohy== | | ==Název úlohy== |
| GPS - výpočet drah družic | | Výpočet drah GPS družic |
| | |
| ==Zadání úlohy== | | ==Zadání úlohy== |
| K dispozici máte soubor vysílaných efemerid ve formátu RINEX (tzv. navigační zprávu, označeni koncovkou 'n') pro stanici sítě EUREF EPN vytvořený dne 17.9.2009 a kartézské souřadnice stanice v systému WGS84.
| | Zadán je čas <math>t</math>, poloha pozorovatele <math>P</math> totožná s vybranou stanicí sítě CZEPOS a nakonec družice systému GPS definovaná PRN kódem. Na základě navigačních údajů (vysílaných efemerid) najbližších času <math>t</math> proveďte: |
| | # vypočtěte souřadnice družice v systému WGS-84 |
| | # nakreslete graf průběhu elevačního úhlu družice vzhledem k pozorovateli <math>P</math> v průběhu celého dne, |
| | # nakreslete obrázek pohybu družice po nebeské sféře vzhledem k pozorovateli <math>P</math> v průběhu celého dne, |
| | # pro daný den a polohu pozorovatele určete okamžiky všech západů a východů družice, |
| | # nakreslete graf průběhu radiální rychlosti družice-pozorovatel <math>P</math> v průběhu celehé dne (pouze je-li družice nad obzorem). |
|
| |
|
| Pro družici danou PRN kódem spočítejte pomocí vysílaných efemerid její polohu v čase <math>t_1</math> dne 17.9.2009 (den 260). Souřadnice družice určete v systému WGS84, ve kterém jsou zadány i dráhové elementy. Pro výpočet Keplerových elementů v čase <math>t_1</math> použijte vysílané efemeridy v epoše nejbližší nižší zadanému času. Dále proveďte transformaci souřadnic družice do topocentrického pravotočivého systému (N W U). Jako zeměpisné souřadnice pozorovatele použijte zadané souřadnice stanice.
| | ==Další poznámky== |
| Kontrolně vypočtěte délku družice-stanice v obou souřadnicových systémech.
| | * Použijte navigační údaje ze souboru |
| Výsledkem tedy bude:
| |
| * Keplerovy elementy v čase <math>t_1</math>
| |
| * Souřadnice družice v systému WGS84
| |
| * Souřadnice družice v topocentrickém systému (N W U)
| |
| * Délka stanice-družice vypočtená v obou souřadnicových systémech | |
| <!--
| |
| Pro družici danou PRN kódem spočítejte pomocí vysílaných efemerid její polohu v čase <math>t_1</math> a <math>t_2</math> dne 17.9.2009 (den 260). Souřadnice družice určete v systému WGS84, ve kterém jsou zadány i dráhové elementy.
| |
| Pro výpočet Keplerových elementů v čase <math>t_1</math> použijte vysílané efemeridy v epoše nejbližší nižší zadanému času.
| |
| Pro výpočet v čase <math>t_2</math> využijte efemeridy totožné jako pro čas <math>t_1</math> a též nejbližší nižší času <math>t_2</math>. Vypočtené hodnoty pro čas <math>t_2</math> porovnejte a odůvodněte rozdíly.
| |
|
| |
|
| Čas <math>t_2</math> počítejte jako čas <math>t_1</math> + 6 hodin. Pokud v daném navigačním souboru nebudou pro zadanou družici efemeridy (případně při brzkém čase v navigačním souboru pro předcházející den), což se omylem mohlo stát, napište prosím vyučujícímu o nové zadání.
| | ftp://cddis.gsfc.nasa.gov/gps/data/daily/2013/DDD/13n/brdcDDD0.13n.Z |
| -->
| |
| <!--
| |
| Pro tuto družici nakreslete následující grafy:
| |
| * graf znázorňující závislost elevačního úhlu na čase,
| |
| * a graf znázorňující polohu družice vůči pozorovateli v místním topocentrickém systému.
| |
| Oba grafy sestavte pro celý celý den 10.9.2007. Polohy družice během dne vypočítejte na základě Keplerových elementů družice v čase <math>t_1</math>. Zároveň určete časy prvního východu a západu družice pro zadaný den. Jako zeměpisné souřadnice pozorovatele použijte zadané souřadnice stanice.
| |
| -->
| |
| Soubory RINEX (navigační efemeridy) je možné si stáhnout [ftp://igs.ensg.ign.fr/pub/igs/data/ ZDE].
| |
|
| |
|
| Jako geocentrickou gravitační konstantu použijte hodnotu GM = 398,6005.10<sup>12</sup> m<sup>3</sup>s<sup>-2</sup>. Jako úhlovou rychlost rotace Země omega<sub>e</sub> = 7292115,1467.10<sup>-11</sup> rad.s<sup>-1</sup>.
| | kde znaky 'DDD' jsou nahrazeny pořadových čislem dne v roce (tzv. DOY = Day of Year, hodnotu naleznete například pomocí [http://www.rvdi.com/freebies/gpscalendar.html GNSS kalendáře]). |
|
| |
|
| Podrobný popis formátu RINEX naleznete v dokumentu:
| | * Jsou-li soubory komprimovány pomocí některého z UNIXových komprimačních programů (poznáte podle přípony .Z nebo .gz), pro dekomprimaci můžete použít program [ftp://athena.fsv.cvut.cz/VYEM2012/GPSDATA/utils/gzip.exe gzip] pro příkazovou řádku. Použití: |
| *[ftp://athena.fsv.cvut.cz/VG/VYG1/texty/rinex300.pdf rinex300.pdf] | | gzip.exe -d <nazev_komprimovaneho_souboru> |
| *[ftp://athena.fsv.cvut.cz/VG/VYG1/texty/gps_zerocode.pdf gps_zerocode.pdf] | | Úplnou dokumentaci k programu naleznete [http://www.math.utah.edu/docs/info/gzip_toc.html zde]. |
| *[ftp://athena.fsv.cvut.cz/VG/VYG1/texty/poznamky_druzice.pdf poznamky_druzice.pdf] | | |
| *[ftp://athena.fsv.cvut.cz/VG/VYG1/texty/Transformace_souradnic.pdf transformace.pdf] | | * Další podklady |
| <!--*[ftp://athena.fsv.cvut.cz/VG/VYG1/texty/Transformace_souradnic.pdf '''Transformace mezi kartézskými a geodetickými souřadnicemi na elipsoidu'''] -->
| | **[ftp://athena.fsv.cvut.cz/VG/VYG1/texty/poznamky_druzice.pdf poznamky_druzice.pdf] |
| | **[ftp://athena.fsv.cvut.cz/VG/VYG1/texty/rinex300.pdf rinex300.pdf] |
| | **[ftp://athena.fsv.cvut.cz/VG/VYG1/texty/Transformace_souradnic.pdf transformace.pdf] |
| | **[http://www.navcen.uscg.gov/pubs/gps/icd200/ICD200Cw1234.pdf Původní ICD (Interface Control Document) pro GPS, výpočet polohy družice: strany 97--100] |
|
| |
|
| == Numerické zadání úlohy == | | == Numerické zadání úlohy == |
| | | * Pořadové číslo dne DOY = 200 + číslo studenta, rok 2013, čas mají všichni studenti shodný = 11:30:30 (daného dne). |
| {| class = "border"
| | * Číslo družice je totožné s číslem zadání. |
| !rowspan="2" valign="top"| číslo zadání
| | * Poloha pozorovatele odpovídá stanici CZEPOS podle následující tabulky, kde <math>r</math> je zbytek po dělení |
| !rowspan="2" valign="top"| student(ka)
| | čísla studenta hodnotou 10 |
| !rowspan="2" valign="top"| stanice EPN
| | |
| !rowspan="2" valign="top"| PRN
| | {| class="wikitable" |
| !colspan="3"| čas <math>t_1</math>
| |
| !colspan="3"| souřadnice stanice
| |
| |- | | |- |
| !halign=right|hod!!min!!sec!!X!!Y!!Z | | ! <math>r</math> !! Stanice CZEPOS |
| |- | | |- |
| |1|| || GOPE|| 4|| 8|| 27|| 27|| 3979316|| 1050312|| 4857067 | | | 0 || CKVA |
| |- | | |- |
| |2|| || GOPE|| 8|| 12|| 47|| 13|| 3979316|| 1050312|| 4857067 | | | 1 || CPRA |
| |- | | |- |
| |3|| || GOPE|| 12|| 16|| 12|| 45|| 3979316|| 1050312|| 4857067 | | | 2 || CLIB |
| |- | | |- |
| |4|| || GOPE|| 16|| 15|| 6|| 10|| 3979316|| 1050312|| 4857067 | | | 3 || CKVA |
| |- | | |- |
| |5|| || GOPE|| 20|| 2|| 2|| 52|| 3979316|| 1050312|| 4857067 | | | 4 || CHOD |
| |- | | |- |
| |6|| || LAMA|| 3|| 16|| 13|| 10|| 3524525|| 1329693|| 5129850 | | | 5 || CPRG |
| |- | | |- |
| |7|| || GOPE|| 28|| 12|| 47|| 15|| 3979316|| 1050312|| 4857067 | | | 6 || CFRM |
| |- | | |- |
| |8|| || LAMA|| 28|| 17|| 17|| 19|| 3524525|| 1329693|| 5129850 | | | 7 || CDOM |
| |- | | |- |
| |9|| || GOPE|| 5|| 15|| 42|| 57|| 3979316|| 1050312|| 4857067
| | | 8 || CSVI |
| |-
| |
| |10|| || GOPE|| 9|| 13|| 48|| 23|| 3979316|| 1050312|| 4857067
| |
| |-
| |
| |11|| || GOPE|| 13|| 5|| 17|| 52|| 3979316|| 1050312|| 4857067
| |
| |-
| |
| |12|| || GOPE|| 17|| 1|| 19|| 58|| 3979316|| 1050312|| 4857067
| |
| |-
| |
| |13|| || GOPE|| 21|| 9|| 51|| 14|| 3979316|| 1050312|| 4857067
| |
| |-
| |
| |14|| || GOPE|| 25|| 17|| 24|| 35|| 3979316|| 1050312|| 4857067
| |
| |-
| |
| |15|| || GOPE|| 29|| 13|| 52|| 32|| 3979316|| 1050312|| 4857067
| |
| |-
| |
| |16|| || GOPE|| 2|| 12|| 24|| 19|| 3979316|| 1050312|| 4857067
| |
| |-
| |
| |17|| || GOPE|| 6|| 8|| 41|| 26|| 3979316|| 1050312|| 4857067
| |
| |-
| |
| |18|| || GOPE|| 10|| 16|| 37|| 6|| 3979316|| 1050312|| 4857067
| |
| |-
| |
| |19|| || GOPE|| 14|| 16|| 7|| 37|| 3979316|| 1050312|| 4857067
| |
| |-
| |
| |20|| || GOPE|| 18|| 2|| 57|| 59|| 3979316|| 1050312|| 4857067
| |
| |-
| |
| |21|| || GOPE|| 22|| 7|| 52|| 32|| 3979316|| 1050312|| 4857067
| |
| |-
| |
| |22|| || REYK|| 26|| 14|| 41|| 38|| 2587384|| -1043033|| 5716564
| |
| |-
| |
| |23|| || REYK|| 30|| 17|| 47|| 59|| 2587384|| -1043033|| 5716564
| |
| |-
| |
| |24|| || REYK|| 3|| 16|| 15|| 37|| 2587384|| -1043033|| 5716564
| |
| |-
| |
| |25|| || REYK|| 7|| 15|| 12|| 22|| 2587384|| -1043033|| 5716564
| |
| |-
| |
| |26|| || REYK|| 11|| 8|| 24|| 52|| 2587384|| -1043033|| 5716564
| |
| |- | | |- |
| | | 9 || CDAC |
| | |} |
|
| |
|
| |}
| |
|
| |
|
| [[152VYG1|Vyšší geodézie 1]] | | [[152VYG1|Vyšší geodézie 1]] |
| {{Teoretická geodézie}} | | {{Teoretická geodézie}} |
Název úlohy
Výpočet drah GPS družic
Zadání úlohy
Zadán je čas
, poloha pozorovatele
totožná s vybranou stanicí sítě CZEPOS a nakonec družice systému GPS definovaná PRN kódem. Na základě navigačních údajů (vysílaných efemerid) najbližších času
proveďte:
- vypočtěte souřadnice družice v systému WGS-84
- nakreslete graf průběhu elevačního úhlu družice vzhledem k pozorovateli
v průběhu celého dne,
- nakreslete obrázek pohybu družice po nebeské sféře vzhledem k pozorovateli
v průběhu celého dne,
- pro daný den a polohu pozorovatele určete okamžiky všech západů a východů družice,
- nakreslete graf průběhu radiální rychlosti družice-pozorovatel
v průběhu celehé dne (pouze je-li družice nad obzorem).
Další poznámky
- Použijte navigační údaje ze souboru
ftp://cddis.gsfc.nasa.gov/gps/data/daily/2013/DDD/13n/brdcDDD0.13n.Z
kde znaky 'DDD' jsou nahrazeny pořadových čislem dne v roce (tzv. DOY = Day of Year, hodnotu naleznete například pomocí GNSS kalendáře).
- Jsou-li soubory komprimovány pomocí některého z UNIXových komprimačních programů (poznáte podle přípony .Z nebo .gz), pro dekomprimaci můžete použít program gzip pro příkazovou řádku. Použití:
gzip.exe -d <nazev_komprimovaneho_souboru>
Úplnou dokumentaci k programu naleznete zde.
Numerické zadání úlohy
- Pořadové číslo dne DOY = 200 + číslo studenta, rok 2013, čas mají všichni studenti shodný = 11:30:30 (daného dne).
- Číslo družice je totožné s číslem zadání.
- Poloha pozorovatele odpovídá stanici CZEPOS podle následující tabulky, kde
je zbytek po dělení
čísla studenta hodnotou 10
 |
Stanice CZEPOS
|
0 |
CKVA
|
1 |
CPRA
|
2 |
CLIB
|
3 |
CKVA
|
4 |
CHOD
|
5 |
CPRG
|
6 |
CFRM
|
7 |
CDOM
|
8 |
CSVI
|
9 |
CDAC
|
Vyšší geodézie 1