ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ МЧС РОССИИ ПО РЯЗАНСКОЙ ОБЛАСТИ_____________________________________________________________

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ РЯЗАНСКОЙ ОБЛАСТИ«УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ ЦЕНТР ПО ГРАЖДАНСКОЙ

ОБОРОНЕ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Ориентирование на местности , топографические карты, схемы местности и планы.

Современные технические средства позиционирования, принципы работы , применение и перспективы использования

Рязань 2012

Содержание

Введение ____________________________________________________________ 4

1. Основы ориентирования на местности________________________________ 4

1.1. Ориентирование без использования топографических карт__________ 4

1.2. Простейшие способы измерения расстояний________________________ 6

1.3. Ориентирование с использованием топографических карт___________ 8

1.3.1. Подготовка данных и движение по азимутам_______________________ 10

1.3.2. Ориентирование по карте на месте________________________________ 12

1.3.3. Ориентирование на местности в движении_________________________ 13

1.3.4. Особенности ориентирования в различных условиях________________ 17

2. Схема местности____________________________________________________ 19

3. План местности_____________________________________________________ 20

4. Основы спутниковой навигации______________________________________ 21

4.1. Основные принципы спутниковой навигации________________________ 22

4.2. Время прохождения сигнала________________________________________ 24

4.3. Определение позиции на еарте______________________________________ 25

4.4. Появление и коррекция ошибок времени____________________________ 26

4.5. Описание системы________________________________________________ 27

4.5.1. Пространственный сегмент_______________________________________ 28

4.5.1.1. Перемещение спутника_________________________________________ 28

4.5.1.2. Конструкция спутника_________________________________________ 29

4.5.1.3. Сигналы спутника_____________________________________________ 30

4.5.1.4. Генерация сигнала спутника____________________________________ 31

4.5.2. Управляющий сегмент___________________________________________ 32

4.5.3. Сегмент пользователя____________________________________________ 322

4.6. Сообщение GPS___________________________________________________ 36

4.6.1. Введение _______________________________________________________ 36

4.6.2. Информация о подфреймах ______________________________________ 37

4.6.3. TLM и HOW ____________________________________________________37

4.6.4. Разбиение на 25 страниц ________________________________________ _38

4.6.5. Сравнение альманаха и эфемериса________________________________ 38

4.7. Наиболее важные свойства трёх систем GNSS________________________39

5. Применение технологий GNSS в МЧС________________________________ 41

5.1. Обоснование применения технологий GNSS в МЧС___________________41

5.2. Перспективы применения технологий GNSS в МЧС__________________ 43

Заключение__________________________________________________________ 47

3

Введение

Современные действия МЧС характеризуются решительностью целей, высокой динамичностью и маневренностью сил, широким применением технических средств. Эффективность этих действий достигается грамотным управление силами и средствами, профессионализмом спасателей и их технической оснащенностью .В настоящее время состояние и перспективы развития системы управления являются важнейшим показателем готовности МЧС, уровня их организационного и технического совершенства. Одним из важных вопросов профессиональной подготовки спасателей в структуре МЧС является умение правильно оценивать обстановку, ориентироваться на местности в сложных условиях при возникновении чрезвычайных ситуаций . В тоже время использование органами управления современных систем позиционирования объектов и территорий с использованием технологий глобальной спутниковой навигации(GLONASS, GPS, GALILEO)уже позволило спасти не одну человеческую жизнь, предотвратить не одну чрезвычайную ситуацию.Цель этого пособия обеспечить обзор методов и способов ориентирования начиняя от самых простых с использованием подручных средств до современных методов позиционирования и управления , использующих множество приборов и систем, в которых используется спутниковая навигация, и приложений с ее использованием. Пособие построено таким образом, что есть постепенный переход от простых понятий к сложным. Рассмотрена общая теория спутниковой навигации. Данное пособие поможет обучаемым в понимании способов ориентирования с использованием наиболее распространенных инструментов и приборов , принципов их работы и применения , технологий спутниковой навигации.

1 . Основы ориентирования на местности

1.1 . Ориентирование без использования топографических карт

Важным профессиональным умением спасателей является ориентирование на местности. Ориентированием называется умение определять свое местонахождение относительно сторон горизонта: Север (N), Юг (S), Восток (О), Запад (W). Ориентиро-вание можно осуществлять по компасу, небесным светилам, звездам, окружающим предметам, местным признакам, топографическим картам.

Определение сторон горизонта по компасу. Наличие исправного компаса снимает практически все проблемы определения сторон горизонта. Метод его применения общеизвестен. Исправность компаса проверяется путем поднесения к стрелке метал-лического предмета и выведения стрелки из устойчивого равновесия. После удаления металлического предмета стрелка должна установиться в исходное положение. Если стрелка не устанавливается в исходное положение или долго не успокаивается, то такой компас использовать нельзя. В походном положении стрелка компаса должна быть заторможена.

Определение сторон горизонта по небесным светилам. В ясную солнечную погоду определить стороны горизонта можно по Солнцу. Около 7 ч утра Солнце бывает на востоке, в 13 ч — на юге, около 19 ч — на западе.

4

При наличии часов стороны горизонта определяются следующим образом. Часовую стрелку необходимо направить на солнце, при этом положении часов прямая, делящая угол между часовой стрелкой и цифрой «1» на циферблате, укажет направление на юг. Часы должны показывать местное время.

В ночное время суток при отсутствии облаков и тумана стороны горизонта можно определить по положению Полярной звезды и Луны. Полярная звезда всегда находится на севере и выделяется среди звезд своей яркостью. Чтобы отыскать на небе Полярную звезду, необходимо найти созвездие Большой Медведицы, которое представляет собой «ковш» из 7 ярких звезд. Если мысленно провести прямую линию через крайние звезды (а,

5

б) и отметить на ней пятикратное расстояние между звездами, в конце пятого отрезка будет находиться Полярная звезда..

Определение сторон горизонта по Луне

Фаза Луны В 19 часов В 1 час В 7 часов Первая четверть (видна правая половина диска Луны)

На юге На западе —

Полнолуние На востоке На юге На западе Последняя четверть (видна левая половина диска Луны)

— На востоке На юге

В лесу определить стороны горизонта можно по лесоустроительным признакам (просекам, квартальным столбам). Просеки прорубаются в направлении с севера на юг и с запада на восток. В местах пересечения просек устанавливаются квартальные столбы, на которые наносятся цифры с указанием номера квартала. Грань между двумя наименьшими цифрами всегда ориентирована на север.

Приближенно судить о расположении сторон горизонта можно по местным признакам. Кора отдельно стоящих деревьев покрыта мхом с северной стороны. Кора берез

светлее, имеет меньше темных пятен и трещин с южной стороны. Весной снег быстрее тает с южной стороны.

Муравейники и гнезда пчел расположены с южной стороны деревьев и камней. Весной караваны птиц летят с юга на север, а осенью в обратном направлении. Камни, скалы, деревянные, шиферные, черепичные крыши обычно покрываются мхом с северной стороны. На деревьях0 хвойных пород смола выделяется светлее, имеет меньше темных пятен и трещин с южной стороны. Весной снег быстрее тает с южной стороны. Муравейники и гнезда пчел расположены с южной стороны деревьев и камней. Весной караваны птиц летят с юга на север, а осенью в обратном направлении. Камни, скалы, деревянные, шиферные, черепичные крыши обычно покрываются мхом с северной стороны. На де-ревьях0 хвойных пород смола выделяется и накапливается

больше с южной стороны. Ягоды и фрукты в период созревания приобретают окраску зрелости сначала с южной стороны.

При ориентировании по местным признакам нельзя окончательно судить о рас-положении сторон горизонта по одному-двум наблюдениям. Выводы можно делать только после многократной проверки первоначальных результатов.Спасателям необходимо уметь определять пройденное расстояние и расстояние до недоступных предметов. Для определения пройденного расстояния используется подсчет количества шагов или контроль времени движения. В первом случае общее количество шагов умножается на среднюю длину шага, а во втором случае средняя величина пути, пройденного за 1 ч, умножается на количество часов пути.

1.2 Простейшие способы измерения расстояний

6

Расстояние до недоступного предмета определяется несколькими основными спо-собами..

Глазомер — определение расстояния на глаз без использования специальных оптических приборов.

На расстоянии 2-3 км различаются только очертания больших деревьев, на расстоянии 1 км отчетливо виден ствол дерева, на расстоянии 500 м становятся видны большие сучья, на расстоянии 300 м видны ветки, а на расстоянии 200 м можно различать листья.

Расстояние до человека определяется с помощью миллиметровой линейки по формуле: Д=1000:р (мм), где р — количество миллиметров, закрывающих видимый рост человека при удалении линейки на расстояние вытянутой руки от глаза (60 см).

Для определения ширины реки (оврага) необходимо встать на берег и надвинуть фуражку на лоб так, чтобы из-под края козырька был виден только обрез воды на противоположном берегу. Далее, не меняя наклона головы и положения фуражки, следует повернуть голову вправо (влево), заметить предмет, который находится на том же берегу, что и наблюдатель, и виден из-под края козырька. Расстояние до этого предмета примерно равно ширине реки.

Один из способов определения расстояния, недоступного для непосредственного измерения, связан с законами геометрии и основан на равенстве треугольников. Для этого необходимо стать на берегу реки лицом к воде, заметить на противоположном берегу неподвижный предмет в непосредственной близости от воды (В). Повернуться вправо на месте первоначального стояния (Д) и отмерить 50 шагов вдоль берега. В этом месте (О) ставится вертикальная веха. От нее в том же направлении отмеряется еще 50 шагов (С). Затем, повернувшись вправо, необходимо двигаться от реки перпендикулярно берегу до тех пор, пока веха в точке О и предмет на противоположном берегу (В) не окажутся в створе (на одной линии). Расстояние между точками С и А соответствует ширине реки.

Расстояние до недоступного предмета можно определить по идущему человеку. Для этого необходимо закрыть левый глаз, вытянуть руку вперед и отогнуть большой палец вверх; уловив момент, когда палец прикроет фигуру движущегося человека, необходимо закрыть правый глаз, а левый открыть. При этом ведется подсчет шагов до того момента, когда палец наблюдателя снова закроет идущего человека. Полученное количество шагов умножается на 10, в результате определяется расстояние до идущего человека.

7

Если берег реки представляет собой ровное пространство, то для измерения ширины реки может быть использован и такой способ. Наблюдатель стоит в точке А и выбирает на противоположном берегу около воды два неподвижных предмета (ориентира), затем, держа в вытянутой руке травинку (проволоку), которая закрывает промежуток между ориентирами, складывает ее пополам и отходит от реки до тех пор, пока расстояние между ориентирами не уложится в сложенную пополам травинку (В). Расстояние между точками А и В равно ширине реки.

Для определения высоты предметов используют способ, который включает в себя измерение длины теней самого предмета и специальной вехи, установленной вертикально, длина которой известна. После измерения длины теней предмета и вехи определяется на длину вехи. Полученное число является искомой величиной

При отсутствии тени высота вертикальных предметов определяется следующим способом. Рядом с измеряемым предметом необходимо установить вер-тикально палку заранее известной длины и отойти на расстояние 25-30 шагов. В вытянутой руке держать перед глазами вертикально карандаш или ровную палочку. Отметить на карандаше высоту вертикальной палки и измерить это расстояние. Мысленно уложить это расстояние на измеряемый предмет. Умножив полученное количество раз на длину палки, можно получить искомую величину.

Наряду с описанными способами определения расстояния применяются также дальномеры. В качестве дальномера

спасатели используют бинокль. Простейший дальномер может быть изготовлен из картона, металла, дерева. Основание прямоугольного треугольника имеет длину 80 мм, а высота равна 17 мм. Для определения расстояния до предмета дальномер необходимо удерживать на расстоянии 50 см от глаза, передвигать его вправо (влево) так, чтобы

8

фигура точно поместилась между линиями. Цифра, расположенная против предмета, покажет расстояние до него.Спасатели должны уметь ориентироваться на местности с помощью топографических карт.

1.3 Ориентирование с использованием топографических карт

Топографическая карта представляет собой информацию, подробно нанесенную на бумагу с помощью условных знаков. По топографической карте можно изучать и оценивать местность, определять расстояния, площади, высоту точек, осуществлять ориентирование.

Классификация карт. Географические карты классифицируются по масштабу, обхвату территории, содержанию и назначению. По масштабу географические карты делят на крупномасштабные, построенные в масштабе 1: 200 000 и крупнее; среднемасштабные, построенные в масштабе мельче 1: 200 000 до 1: 1 000 000 включительно; мелкомасштабные, построенные в масштабе мельче 1: 1 000 000. Крупномасштабные карты называют топографическими, среднемасштабные - обзорно-топографическими, мелкомасштабные - обзорными. По обхвату территории различают карты мира, полушарий, материков и их крупных частей, океанов и морей, государств, областей, районов. По содержанию карты подразделяются на общегеографические и тематические.

На общегеографических картах изображают основные элементы местности: рельеф, водоемы, населенные пункты, транспортную сеть, государственные и административные границы и др. При этом ни один элемент земной поверхности не выделен особо. Подробность изображения зависит лишь от масштаба карты, особенностей местности и тех задач, для решения которых предназначается карта. Тематические карты передают с большей подробностью один или несколько определенных элементов в зависимости от темы данной карты. Среди них различают физико-географические (геологические, климатические, почвенные) и социально-экономические (политические, политико-административные, карты населения, экономические и др.) По назначению выделяют карты многоцелевого назначения (топографические карты), научно-справочные, учебные, туристические, навигационные, военные и другие.

Ориентирование на местности заключается в определении направлений на стороны горизонта и своего местоположения, относительно окружающих местных предметов и форм рельефа и в выдерживании заданного или выбранного маршрута движения, а также в

9

определении расположения на местности ориентиров. Местные предметы и формы рельефа, относительно которых определяют свое местоположение, и указывают направление движения, называются ориентирами. Ориентиры подразделяются на площадные, линейные и точечные.Площадные ориентиры занимают большую площадь. К ним относят населенные пункты, озера, болота, крупные массивы леса и др. Они легко опознаются и запоминаются при изучении местности.Линейные ориентиры - это местные предметы и формы рельефа, имеющие большую протяженность при сравнительно небольшой их ширине, например: дороги, реки, каналы, линии электропередачи, узкие лощины и т. п. Они используются чаще всего для выдерживания направления движения.Точечные ориентиры-постройки башенного типа, перекрестки дорог, мосты, путепроводы, трубы заводов и фабрик, пики горных вершин, ямы и другие местные предметы, занимающие небольшую площадь. Они используются обычно для точного определения своего местоположения, положения целей, указания секторов (полос) огня, наблюдения.

При выборе ориентиров необходимо учитывать условия, в которых подразделения будут действовать местности.Ориентирование на местности может быть общее и детальное (точное).Общее ориентирование заключается в приближенном определении своего местоположения, направления движения и времени, необходимого для достижения конечного пункта маршрута. Такое ориентирование чаще всего осуществляют командиры мелких подразделений по заранее составленным схемам или спискам населенных пунктов и других ориентиров по маршруту.Детальное ориентирование заключается в точном определении на карте своего местоположения и направления движения. При ориентировании на местности важное значение имеет умение быстро и достаточно точно определять стороны горизонта, измерять на местности и по карте расстояния до ориентиров и углы направлений на них, готовить по карте данные для движения по азимутам.Азимутом называется угол, отсчитываемый по ходу часовой стрелки от северного направления меридиана до направления движения

1.3.1 Подготовка данных и движение по азимутам

Движение по азимутам - это основной способ ориентирования на местности, бедной ориентирами, особенно ночью и при ограниченной видимости. Сущность его заключается в выдерживании на местности направлений, заданных магнитными азимутами, и расстояний, определенных по карте между поворотными пунктами намеченного маршрута. Направления движения выдерживают с помощью магнитного компаса , расстояния измеряют шагами ..

Исходные данные для движения по азимутам (магнитные азимуты и расстояния) определяют по карте, а время движения - по нормативу и оформляют в виде схемы или вписывают в таблицу

Данные в таком виде при необходимости выдают лицам, которые не имеют топографических карт. Поворотные пункты выбирают у ориентиров, легко опознаваемых на местности (например, постройки башенного типа, перекрестки дорог, мосты, путепроводы, геодезические пункты и т. п.).Опытным путем установлено, что расстояния между ориентирами на поворотных пунктах маршрута не должны превышать 1 км при движении днем в пешем порядке.. Для движения ночью ориентиры намечаются по маршруту чаще.

10

Расстояния между выбранными на маршруте движения ориентирами на поворотных пунктах измеряют по прямым линиям с помощью циркуля-измерителя и линейного масштаба или возможно точнее-линейкой с миллиметровыми делениями. Если маршрут намечен по холмистой (горной) местности, то в измеренные по карте расстояния вводят поправку за рельеф.Определение магнитных азимутов направлений движений по маршруту между поворотными пунктами наиболее сложный и ответственный этап работы, так как даже небольшая ошибка в азимуте приводит к отклонению от поворотного пункта на местности.Взаимосвязь между магнитным азимутом, дирекционным углом и геодезическим азимутом показана на рисунке.Угол между северным направлением геодезического меридиана (вертикальной стороной рамки карты) и вертикальной линией координатной сетки называется сближением меридианов (у). Вправо от геодезического меридиана сближение положительное (восточное), а влево-отрицательное (западное). На топографических картах России значение сближения меридианов не превышает ±3°.Сближение меридианов, указываемое на топографических картах, относится к средней (центральной) точке листа; значение его в пределах листа карты масштаба 1:100 000 на средних широтах у западной или восточной рамки может отличаться на 10-15' от значения, указанного на карте.

Угол между северным направлением геодезического меридиана и направлением магнитного меридиана (северного конца магнитной стрелки) называется магнитным склонением (б).

Если северный конец магнитной стрелки отклоняется от геодезического меридиана на восток, магнитное склонение считается положительным, а на запад -трицательным.Магнитное склонение подвержено суточным, годовым и вековым колебаниям, а также временным возмущениям под действием магнитных бурь. Годовые изменения магнитного склонения указываются на каждом листе топографической карты. Суточные колебания

11

достигают 0-04.Угол между северным направлением вертикальной линии координатной сетки и магнитным меридианом называется поправкой направления (ПН), она равна алгебраической разности магнитного склонения и сближения меридианов:

ПН = (±б) - (±у).

Переход от измеренных по карте дирекционных углов (геодезических азимутов) к магнитным азимутам при подготовке исходных данных для движения выполняют по формулам:

Ам = а - (±ПН);Ам = А - (±б).

Дирекционные углы направлений на местные предметы (ориентиры) измеряют по карте транспортиром или артиллерийским кругом. Они обеспечивают точность измерения с ошибкой ±1°. При движении по азимутам на каждом поворотном пункте маршрута, начиная с исходного, находят на местности по компасу нужное направление пути и двигаются по нему, измеряя пройденное расстояние шагами. Чтобы точнее выдерживать направление движения, выбирают на нем какой-либо промежуточный ориентир между поворотными пунктами; достигнув его, намечают следующий промежуточный пункт и продолжают движение. Удобно также пользоваться вспомогательными ориентирами (Солнце, Луна, созвездия, отдельные горные вершины), которые видны со всех точек маршрута. При использовании светил в качестве вспомогательных ориентиров следует через каждые 15-20 мин проверять по компасу направление движения, так как небесные светила за 1 ч смещаются на 15°. Если долгое время двигаться в их направлении без контроля, то можно значительно уклониться от маршрута.

1.3.2 Ориентирование по карте на месте

Ориентирование на местности по карте включает ориентирование карты, сличение ее с местностью и определение своего местоположения (точки стояния) При ориентировании на местности вначале ориентируют карту, находят на ней точку стояния, а затем сличают карту с окружающей местностью и убеждаются в правильности ориентирования. На местности, где много характерных ориентиров, часто вначале определяют точку своего стояния, а затем ориентируют карту, сличают ее с местностью,Ориентирование карты. Когда на карте известно свое местоположение, ее ориентируют, как правило, по какому-либо линейному ориентиру или направлению на удаленный ориентир, надежно опознанный на местности и карте. Если точка стояния неизвестна, карту ориентируют по сторонам горизонта, определенным по компасу или другим каким-либо способом. Карта считается ориентированной, если ее верхняя сторона рамки обращена на север, а линейные ориентиры на карте параллельны соответствующим ориентирам на местности.В зависимости от решаемой задачи карту ориентируют приближенно - на глаз или же точно - с помощью компаса, линейки.При ориентировании карты по линейному ориентиру ее поворачивают в горизонтальной плоскости так, чтобы изображение этого ориентира на карте совпало с направлением его на местности, а расположенные справа и слева объекты от линейного ориентира на местности находились на тех же сторонах на карте. По направлению на ориентир карту ориентируют в таком порядке. Вначале прикладывают к точке стояния и условному знаку ориентира на карте линейку (или карандаш) и, визируя вдоль линейки(карандаша), поворачиваются с картой так, чтобы выбранный ориентир оказался на линии

12

визирования.При ориентировании карты по компасу вначале устанавливают значение поправки направления, затем прикладывают компас к любой вертикальной линии координатной сетки, чтобы она проходила через указатели Север - Юг, и поворачивают карту до тех пор, пока северный конец магнитной стрелки не совпадет со значением поправки (+11°) (рис. 3.6). При отрицательном значении поправки стрелка должна отклоняться от координатной линии влево.Карта может быть ориентирована приближенно по сторонам горизонта, предварительно определенным по небесным светилам или признакам местных предметов.

Определение точки стояния. Точка стояния на карте может быть определена по ближайшим ориентирам на глаз, промером расстояния, засечкой по ориентирам, способом Болотова, по обратным дирекционным углам, При выборе способа учитывают условия обстановки, характер местности, а также точность, с которой необходимо определить точку стояния. По ближайшим ориентирам на глаз определяют свое местоположение на карте наиболее часто. Если точка стояния находится рядом с каким-либо местным предметом, изображенным на карте, то место расположения условного знака этого предмета будет совпадать с искомой точкой стояния. Свое местоположение на карте определяют по направлению относительно ближайших ориентиров и расстоянию до них.

Промером расстояния определяют свое местоположение на карте обычно при движении по дороге или вдоль какого-либо линейного ориентира. При определении своего местоположения следует на карте отложить расстояние, пройденное от исходного пункта до точки остановки. Если движение совершается в пешем порядке или на лыжах, пройденное расстояние измеряется шагами или определяется по времени движения.Засечкой по ориентирам точку стояния можно определять при условии хорошего обзора местности и наличия на ней местных предметов и форм рельефа, которые могут служить надежными ориентирами. Засечку выполняют по боковому ориентиру или по двум-трем ориентирам (обратная засечка). Способ Болотова заключается в следующем.

С помощью башенного угломера или другим способом, например компасом, измеряют горизонтальные углы между тремя ориентирами, выбранными вокруг точки стояния и четко изображенными на карте. Затем строят углы на прозрачной кальке (восковке) при нанесенной произвольно точке, принимаемой за точку стояния. Затем накладывают кальку (восковку) на карту так, чтобы каждое прочерченное на ней направление прошло через условный знак того ориентира, на который оно проведено. Совместив все направления с соответствующими им условными знаками ориентиров, перекалывают на карту намеченную, на листе бумаги точку, при которой построены направления. Эта точка и будет точкой стояния.

13

Точка стояния может быть определена и по обратным дирекционным углам.. В этом случае компасом измеряют магнитные азимуты направлений на ориентиры, переводят их в обратные азимуты, а затем в дирекционные углы направлений. Дирекционные углы откладывают у соответствующих ориентиров и прочерчивают на карте направления до пересечения их между собой. Точка пересечения этих направлений и будет точкой стояния.При определении точки стояния любым способом засечки выбирают направления так, чтобы они пересекались под углом не менее 30° и не более 150°.

1.3.3 Ориентирование на местности в движении

Ориентирование в движении заключается в выдерживании заданного или намеченного маршрута и постоянном фиксировании мысленно или графически своего местоположения на карте.Свое местоположение на карте определяют в движении обычно визуально по ближайшим ориентирам. Удаленные ориентиры используются при необходимости для определения точки стояния (на коротких остановках) засечками. Когда мало ориентиров или видимость ограничена, местоположение определяют по пройденному расстоянию от исходного пункта или надежно опознанного на маршруте ориентира, которое считывают по шкале спидометра машины и откладывают на карте. Этот способ чаще всего применяют при движении по дорогам или вдоль каких-нибудь линейных ориентиров.Уверенное ориентирование на местности в движении во многом зависит от правильного выбора масштаба карты, ее соответствующей подготовки и соблюдения определенного порядка работы на ней в пути.Ориентироваться в движении легче по среднемасштабной карте, на которой с достаточной полнотой отображены все основные объекты местности. Работать с крупномасштабной картой на большой скорости движения значительно труднее, чем с картой среднего масштаба. Так,

14

например, при скорости движения 50 км/ч машина за одну минуту проходит около 800 м. На таком отрезке пути на обжитой местности может встретиться много местных предметов, которые зафиксировать в памяти и найти на карте за одну минуту почти невозможно, да в этом и нет необходимости.

При подборе карты для ориентирования учитывают условия обстановки, характер маршрута и окружающей местности., Карта масштаба 1:100000 обеспечивает надежное ориентирование на среднепересеченной местности, а также когда маршрут проложен по дорогам различных классов. Карта масштаба 1:200000 используется для ориентирования, когда маршрут проходит по автомобильным дорогам с твердым покрытием. Эта карта более удобна для ориентирования и на открытой местности, где ориентиров мало (пустыня, степь). В таких районах на карте масштаба 1:200 000 отображаются все местные предметы, которые можно использовать как ориентиры. Удобство в работе заключается в том, что при ориентировании можно быстро изучать окружающую местность и опознавать ориентиры на большом удалении от маршрута движения визуально. Кроме того, число листов этой карты на одну и ту же площадь по сравнению с картой более крупного масштаба будет значительно меньше. На ней даны расстояния между крупными объектами.При ориентировании по маршруту движения в горах, лесисто-болотистой местности, следует пользоваться картой масштаба 1:50000. Эта карта применяется для ориентирования и в районах с хорошо развитой сетью дорог, так как отдельные грунтовые дороги в таких районах на картах масштабов 1:100000 и 1:200000 не показываются. Карта масштаба 1:50000 обеспечивает надежное ориентирование в городах и крупных населенных пунктах.При подготовке карты к ориентированию особенно важно уяснить ее масштаб, т. е. четко представить, какому расстоянию на местности соответствует определенный отрезок на карте. Этот элемент оценки карты является важным условием ее быстрого сличения с местностью.. При планировании движения по грунтовым дорогам особое внимание необходимо обращать на их состояние в случае ненастной погоды. Условия ориентирования по маршруту движения оцениваются с учетом возможных изменений на местности.Намеченный маршрут поднимается на карте сплошной линией коричневого цвета. Линия проводится с южной или восточной стороны маршрута. Чтобы не затемнять основные ориентиры по маршруту движения, сплошная линия в таких местах прерывается. Колонные пути и обходы труднопроходимых участков на маршруте поднимаются на карте прерывистой линией.Одновременно с подъемом маршрута намечаются контрольные ориентиры, которые выбираются через 5 - 10 км. Они обводятся кружками коричневого цвета. Если ориентиров мало, то их целесообразно выделять увеличением условного знака или подтушевкой, добиваясь большей читаемости ориентиров на карте. Такие ориентиры служат для контроля правильности выдерживания маршрута.В обжитых районах контрольными ориентирами могут служить населенные пункты, мосты, переезды через железные дороги и т. п. Во всех случаях намечают контрольные ориентиры на поворотах и съездах на другую дорогу. Ориентирами здесь служат, как правило, перекрестки или развилки дорог.Протяженность маршрута измеряется по карте с учетом увеличения за извилистость и характер рельефа. Окончательный результат подписывается у соответствующих ориентиров нарастающим от исходного пункта итогом. В дальнейшем, во время движения, эти данные используют для контроля правильности движения.. На карте, предназначенной для планирования марша, дополнительно отмечают десятикилометровые участки по маршруту.При изучении маршрута, поднятого на карте, устанавливаются характер дорог, перекрестков, развилок, их взаимное расположение. Если позволяет время, то необходимо изучить и запомнить не только маршрут, но и местность вдоль маршрута в полосе 3-4 км, обращая особое внимание на вероятные объезды разрушенных объектов и труднопроходимых участков.

15

Предварительная подготовка карты имеет очень большое значение для точного ориентирования на местности и выдерживания маршрута. Если условия обстановки не позволяют полностью подготовить карту и детально изучить маршрут, то прежде всего следует поднять маршрут на карте, а при первой возможности наметить ориентиры и определить расстояния до них.При ориентировании в пути непременным условием правильности выдерживания направления движения является непрерывность ориентирования. Перед началом движения определяют направления на стороны горизонта и записывают на карте у исходного пункта время начала движения. В пути карту держат все время ориентированной по ходу движения. При каждом повороте машины поворачивают и карту на соответствующий угол.

Если движение совершается вне дорог, карту ориентируют по местным предметам и формам рельефа. Внимательно наблюдают за местностью, опознают местные предметы, мысленно фиксируют свое продвижение по маршруту.Во время движения обязательно обращаются к карте при подходе к перекрестку или развилке дорог. Своевременно (за 200-500 м) указывают водителю ориентир и направление дальнейшего движения.При обходе районов пожаров, завалов, затоплений и участков заражения местности необходимо, прежде всего, точно определить свое местоположение на карте и записать показание спидометра, наметить путь обхода препятствия и поднять на карте ориентиры, которые встретятся на этом пути. Если позволяет обстановка, обходить препятствия целесообразно по просекам, вдоль рек, ручьев, линий электропередачи и других линейных ориентиров, заранее определив по карте магнитные азимуты их направлений. В таком случае будет легко контролировать по компасу направления движения.Наряду с местными предметами для контроля движения по маршруту следует использовать элементы рельефа: характерные высоты и хребты, лощины, овраги, обрывы, промоины. Это особенно важно при движении на местности, где произошли большие изменения, так как местные предметы могут быть уничтожены или созданы вновь, а основные формы рельефа останутся неизменными.При малейшем сомнении в правильности движения во всех случаях необходимо уточнить свое местоположение тщательным сличением карты с местностью. Если сделать это в движении не удается, следует остановиться и восстановить ориентирование.Ориентирование считается потерянным, если на местности не находят обозначенных на карте объектов и не могут определить на карте свое местоположение, Случаи отклонения от маршрута и потери ориентиров возникают обычно из-за слабых навыков в ориентировании или при небрежном ориентировании, когда перестают непрерывно следить за продвижением по маршруту.При восстановлении ориентирования, прежде всего, определяют направления на стороны горизонта (по компасу, небесным светилам или признакам местных предметов), затем ориентируют карту и внимательно сличают ее с местностью. Если найти на карте точку стояния не удается, ориентировку восстанавливают в зависимости от обстановки одним из следующих приемов.

1. Компасом измеряют магнитный азимут направления движения, а по карте-магнитный азимут маршрута в районе вероятного местонахождения. Азимуты сравнивают, убеждаются, что направление движения выдерживается. На карте откладывают по маршруту считанное расстояние, пройденное от последнего надежно опознанного контрольного ориентира, внимательно изучают район вокруг отмеченной точки и определяют свое местоположение по характерным линейным и площадным ориентирам.

2. Когда измеренные ранее азимуты маршрута, поднятого на карте, и направления фактического движения различаются незначительно (6-10°), а точку стояния, определенную по измеренному расстоянию, опознать на карте не удается, намечают

16

линейный ориентир (железную дорогу, реку, автомобильную дорогу с твердым покрытием, линию электропередачи и т. п.), проходящий перпендикулярно к общему направлению маршрута, записывают показание спидометра и продолжают движение до намеченного линейного ориентира. У линейного ориентира убеждаются, что азимут его направления на местности соответствует измеренному азимуту направления условного знака этого ориентира, изображенного на карте. Затем, сличая карту с местностью, определяют свое местоположение и намечают выход на маршрут или непосредственно в пункт назначения.

3. При отклонении от маршрута вероятный район своего местонахождения может быть определен графически по карте.

17

4. В лесной местности, когда движение совершают без дорог или по дороге, не отмеченной на карте, ориентирование восстанавливают по линейным ориентирам. Например, подразделение, двигаясь по лесной дороге, не обозначенной на карте, достигло лесной поляны. По пройденному расстоянию определяют вероятный район местонахождения. На карте в этом районе показано несколько похожих друг на друга полян. Измеренный магнитный азимут направления поляны, на которую вышло подразделение, оказался равным 10°. Таких полян, вытянутых в направлении по азимуту 10°, показано на карте три. После внимательного изучения местности по карте командир установил, что одна из полян находится в лощине (рис. 3.14), другая расположена в седловине, а третья - на ровном участке местности. Эти особенности расположения полян на рельефе позволили быстро разобраться в обстановке и определить свое местонахождение (точку стояния - Т. С.) на поляне в седловине,

1.3.4 Особенности ориентирования в различных условиях

Ночью ориентироваться на местности сложнее, чем днем. Многие местные предметы становятся трудно различимыми, расстояния до ориентиров кажутся большими, чем днем. Обзор местности ограничен.Чтобы уверенно ориентироваться на марше ночью, необходима тщательная предварительная подготовка. Контрольные ориентиры по маршруту намечаются чаще (через 3 - 6 км). В качестве ориентиров выбирают местные предметы, проектирующиеся на фоне неба Весь маршрут делят на прямолинейные участки. На каждом таком участке определяют и записывают магнитный азимут его направления. На местности, где много ориентиров, магнитные азимуты определяют для участков, где ориентирование затруднено. Заранее проверяются чувствительность компаса. Компас считается годным к работе, если два отсчета, полученные при одном и том же его положении, отличаются друг от друга не более чем на 3°. Намеченный маршрут внимательно изучают и запоминают, для того чтобы по возможности

18

реже обращаться к карте.Действия в пути при выдерживании маршрута ночью аналогичны действиям в светлое время суток.,. Ночью направление движения можно выдерживать и по небесным светилам. При ориентировании по Луне или созвездию следует помнить, что все они, за исключением Полярной звезды, перемещаются на небосклоне. Например, если положение Луны берется как общее направление марша, то через один час маршрут отклонится от намеченного на 15° вправо, так как Луна за один час смещается на 15° по ходу часовой стрелки.В условиях ограниченной видимости. Под ограниченной видимостью принято понимать оптическую видимость окружающих объектов местности в тумане, дыму, при дожде, снегопаде, метели и сильной запыленности воздуха. Условия ограниченной видимости часто отождествляют с ночной темнотой, хотя между ними имеются специфические различия. Ночью для ориентирования применяют приборы подсветки, ночной видимости и радиосвязь. Однако маскирующие дымы, облака пыли, дождь, снег резко снижают возможности этих приборов. Перемещающиеся с большой скоростью различные частицы (пыль, песок, снег и т. п.) вызывают электризацию антенн, что создает крупные помехи в радиосвязи. В предвидении возникновения ограниченной видимости маршрут готовится так же, как и для движения ночью, если марш совершается по дорогам с твердым покрытием. Марш вне дорог совершают по азимутам, заранее снятым с карты. Маршрут внимательно изучают и запоминают. В движении карту ориентируют по ходу движения и непрерывно графически (точками или поперечными черточками) фиксируют на маршруте свое местоположение.В горах ориентирование усложняется глубокой расчлененностью рельефа, что вынуждает часто менять направление движения. Вершины, выбранные в качестве ориентиров, резко изменяют свои очертания, - если смотреть на них с разных сторон. Расстояния из-за прозрачности воздуха представляются меньшими, чем в действительности.Чтобы уверенно ориентироваться в горах и управлять подразделениями на марше и в бою, очень важно хорошо изучить рельеф и запомнить расположение основных долин, хребтов и выдающихся вершин.

Движение в горной местности совершают обычно по дорогам и тропам в горных проходах и через перевалы, вдоль ручьев и рек в глубоких долинах. В качестве ориентиров вдоль намеченного маршрута выбирают выделяющиеся вершины, седловины, обрывы, скалы, осыпи, а также все местные предметы (населенные пункты, отдельные строения, мосты и т. п.), в горах они встречаются довольно редко и поэтому хорошо опознаются.При движении по долине в качестве ориентиров могут служить распадки (места слияния двух долин), утесы, узкие сужения долины и различные местные предметы.В горах перед началом движения следует намечать какой-нибудь вспомогательный ориентир, видимый с многих точек маршрута. Таким ориентиром может быть самая высокая вершина, выделяющийся выступ хребта или небесное светило. Пользуясь вспомогательным ориентиром, можно всегда проверить правильность направления движения.Если направление движения не совпадает с линейным ориентиром, то его выдерживают по вспомогательному ориентиру и компасу. При этом пользоваться компасом следует осмотрительно, так как в горах часто встречаются локальные участки с магнитными аномалиями.При ориентировании в горной местности полезно знать признаки, по которым можно приближенно определять стороны горизонта. На больших камнях теневая (северная) сторона обычно густо покрыта мхом и лишайниками. Летом почва с южной стороны камней более сухая, чем с северной (разница легко заметна на ощупь). В лесных горных районах на южных склонах растет преимущественно сосна, встречается дуб, на северных склонах растут бук, ель.В лесу ориентирование затруднено ограниченностью обзора и малым количеством ориентиров. Маршруты проходят чаще всего по грунтовым дорогам и просекам. Обычно такие дороги мало наезжены, некоторые из них не показаны на карте, так как являются временными. При подготовке карты целесообразно определить и выписать магнитные азимуты

19

направлений каждого участка маршрута между контрольными ориентирами. При изучении маршрута следует уделять особое внимание рельефу и гидрографии. Движение по маршруту контролируется по пройденному расстоянию, считываемому со шкалы спидометра.В лесу много местных признаков, по которым можно определить направления на стороны горизонта. Кора большинства деревьев грубее на северной стороне, тоньше, эластичнее (у березы светлее) - на южной. При внимательном наблюдении можно быстро определить направление на север по деревьям, пням, на лесных полянах, перекрестках просек. Вспомогательными ориентирами для выдерживания общего направления в лесу служат днем Солнце, а ночью Луна или какое-нибудь созвездие.В пустыне ориентироваться сложно из-за однообразия окружающего ландшафта. Местные предметы встречаются редко. Рельеф преимущественно равнинный или мелко холмистый, формы его маловыразительны.Маршруты прокладывают по редким дорогам, тропам, караванным путям, которые часто теряются среди песков и растительности. Только незначительное углубление грунта и более зеленая растительность вдоль этих углублений порой указывают на их местоположение. По равнинам степей и пустынь можно двигаться вне дорог в любом направлении. В этих условиях требуется умение перемещаться точно по азимуту.Основными ориентирами в пустыне служат курганы, такыры, колодцы, русла высохших рек, оазисы, развалины. При благоприятных условиях видимости многие из них просматриваются издалека.При подготовке карты одновременно готовятся данные для движения по азимутам по всему маршруту. В пути контроль за выдерживанием общего направления движения осуществляют по вспомогательным ориентирам - небесным светилам. В отдельных случаях направление движения выдерживают по идущим сзади машинам или по следу своей машины, если движение прямолинейно, а также по расположению дюн, барханов и ряби на песке, которое зависит от направления господствующего ветра и практически постоянно для данного района.В районах разрушений ориентирование по карте резко усложняется из-за ее несоответствия местности. Наиболее надежное ориентирование в таких случаях обеспечивает использование навигационной аппаратуры боевых и командно-штабных машин.При выборе маршрута в предвидении возможных разрушений на местности условия ориентирования прогнозируются. Наиболее устойчивыми ориентирами являются основные формы рельефа, изображаемые на картах горизонталями (вершины, седловины, лощины, хребты).

Зимой в результате снежных заносов формы рельефа сглаживаются. Такие ориентиры, как овраги, лощины, промоины, балки, канавы, ямы, грунтовые дороги, ручьи, небольшие озера род глубоким снежным покровом, почти не просматриваются. Часто зимой прокладываются новые дороги (зимники), которые проходят по кратчайшим расстояниям и на картах не отображаются. Все это в значительной мере усложняет ориентирование.Маршруты зимой прокладывают обычно по наезженным дорогам или колонным путям. При движении без дорог на лыжах направление выдерживают по компасу

. Днем на открытой местности следы используют для проверки выдерживания направления движения. Хорошими ориентирами зимой, особенно ночью, служат населенные пункты, железные и автомобильные дороги с твердым покрытием, опушки леса, отдельные рощи, мосты через широкие реки и другие, площадные и линейные ориентиры.

2. Схема местности

Схема местности—чертеж, на котором с приближенной точностью нанесены наиболее характерные местные предметы, а также отдельные элементы рельефа. Местные предметы

20

изображаются на схеме топографическими условными знаками, возвышенности и углубления (высоты, котловины) — несколькими замкнутыми горизонталями, а хребты и лощины—обрывками горизонталей, вырисовывающих конфигурацию этих форм рельефа. При этом в целях ускорения работы начертания условных знаков некоторых местных предметов упрощают. По карте схему местности составляют в такой последовательности:

Вначале на карте обозначают участок, на который составляется схема, и все квадраты километровой сетки, вошедшие в этот участок, нумеруют. Затем на чистом листе бумаги строят такую же сетку квадратов, но большего размера. Например, если по карте масштаба 1:50000 необходимо составить схему в масштабе 1:25000, то каждая сторона квадрата на бумаге должна быть в два раза больше, чем на карте. Занумеровав квадраты на бумаге в том же порядке, что и на карте, переносят с карты на схему все необходимые объекты таким образом, чтобы расположение местных предметов относительно квадратов сетки на карте и на схеме было сходным. При переносе на схему топографических элементов местности придерживаются следующих правил и такой последовательности. В первую очередь переносят наиболее характерные для данного участка местные предметы, которые создают как бы основу взаимного расположения наиболее значимых элементов местности (населенные пункты, дороги, реки, озера, леса, болота и т. п.). Затем, пользуясь сеткой квадратов и полученной на схеме основой, переносят остальные местные предметы и элементы рельефа.

 

Подписи на схеме следует располагать на свободных местах около условного знака того предмета, к которому относится данная подпись, или внутри контура, если позволяют его размеры (река, лес, озеро и т. п.). После этого на схеме подписывают, если это нужно, масштаб, оцифровывают линии сетки так же, как и на карте, и прочерчивают стрелку север — юг.

3. План местности

Планом местности называется чертеж, который изображает небольшую часть земной поверхности сверху в уменьшенном виде. На нем условными знаками показывают, чем занята

21

местность, какие на ней размещены объекты. По плану местности можно определить взаимное расположение этих объектов, расстояние между ними, рельеф данного места и многое другое.

Значение плана местности огромно. Он верный помощник человека при изучении природы, ведении хозяйства, для туризма и при обороне страны. В сельском хозяйстве план местности необходим для размещения сельскохозяйственных объектов, определения размеров пашен, сенокосов, пастбищ. По планам устанавливают место строительства хозяйственных объектов, зданий, прокладки дорог, путей сообщений, линий электропередач. Все эти объекты сначала намечают на плане местности. Такие планы имеют все аварийные службы. Они позволяют быстро приблизиться к месту аварии.

План местности, так же как и географическая карта, — это уменьшенное изображение земной поверхности на плоскости. Но план отличается от карты.На плане изображают небольшие участки местности, поэтому их вычерчивают в крупных масштабах, например, в 1 см — 5 км. На картах же показаны значительные участки местности — материк, государство, мир в целом. И вычерчивают их в более мелких масштабах: в 1 см — 1 км, или в 1 см — 100 км, в 1 см — 250 км. При построении планов кривизну шарообразной поверхности

Земли не учитывают и считают, что участки поверхности являются плоскостью. При построении же карт кривизна земной поверхности всегда учитывается.На картах есть градусная сеть, а на плане ее нет.

На планах направлением на север считается направление вверх, на юг — вниз, на восток — вправо, на запад — влево. На карте направление север-юг определяют по меридианам, а запад-восток — по параллелям.Планы являются очень подробным изображением местности, вплоть до отдельно стоящего дерева. На картах изображены только большие объекты: крупные реки, озера, горы, равнины, города. На плане Москвы четко видны многие улицы, а на карте Москва обозначена звездочкой.

22

4. Основы спутниковой навигации

Среди ошеломляющих технологических разработок в течение последних лет огромное значение имеют разработки в области спутниковой навигации или Глобальных спутниковых навигационных систем (GNSS). В течение нескольких лет спутниковая навигация преодолела путь от научной фантастики до научного факта с быстро развивающейся технологией по всему миру, посвященной надежному и легкодоступному способу определения позиции.В соответствии с Концепцией федеральной целевой программы «Поддержание, развитие и использование системы GLONASS на 2012–2020 годы» (ФЦП «GLONASS -2020») предполагается развитие дополнительных подсистем, расширяющих свойства систем мониторинга всевозможных объектов .

Используя глобальную спутниковую навигационную систему, следующие два значения определяют точку на Земле :

1. Первое – точное расположение( координаты долготы, широты и высоты) обеспечивается в диапазоне от 20 м до приблизительно 1 м.

2. Прецизионное время (UTC), его точность лежит в диапазоне от 60 нс до примерно 5 нс.

Скорость и направление движения можно получить из этих координат. Значения координат и времени определяются посредством спутников Земли.

Рассмотрим основные принципы спутниковой навгации и их применение в

приложениях и технологиях.

4.1 Основные принципы спутниковой навигации

Все спутниковые навигационные системы используют общие принципы определения координат: • Спутники с известной позицией передают регулярный сигнал. • основан на измерении времени распространения радиоволн (электромагнитные сигналы

распространяются со скоростью света c = 300’000 км/с), позиция приемника вычисляется.

Здесь мы видим принципы, наиболее часто применяемые в простых моделях. Представим, что мы в машине и хотим определить свое местонахождение на длинной и прямой улице. В конце улицы есть радиопередатчик, посылающий тактовый импульс каждую секунду. В автомобиле есть часы, которые синхронизированы с часами радиопередатчика. Измеряя время от передатчика до машины, мы можем определить нашу позицию на улице .

23

. В простейшем случае Расстояние определяется временем распространения

Расстояние D вычисляется путем умножения времени распространения Δτ на скорость света c. D = Δτ • c Поскольку синхронизация часов в машине с передатчиком неидеальна, существует разница между вычисленным расстоянием и фактическим. В навигации это некорректное значение звучит как псевдодиапазон. В нашем примере ошибка по времени составляет 1 микросекунду (1мкс) и определяет псевдодиапазон в 300 м. Мы могли бы решить данную проблему, оснастив наш автомобиль точными атомными часами, но это значительно повлияет на наш бюджет. Другим решением будет использование второго синхронизированного передатчика, расстояние до которого известно. Измеряя оба времени распространения, можно точно определить расстояние, несмотря на неточные бортовые часы.

С двумя передатчиками можно вычислить точную позиция несмотря на ошибки по времени

24

Как видно, чтобы точно вычислить позицию и время вдоль линии (принимаем, что линия продолжается только в одном направлении), нам необходимо два передатчика сигналов времени. Из этого мы можем сделать следующий вывод: при несинхронизированных бортовых часах, используемых при расчете позиции, необходимо число передатчиков сигналов времени, превышающее число неизвестных измерений на единицу. Пример: • На плоскости (два измерения) нам необходимо три передатчика сигналов времени. • в трехмерном пространстве нам необходимо четыре передатчика сигналов времени.

Системы спутниковой навигации и используют спутники как передатчики сигналов времени. Связь с последними 4 спутниками необходима для определения трехмерных координат(Долгота, Широта, Высота) в течение всего времени. Мы рассмотрим это более детально в следующих разделах.

.

4 спутника необходимы для определения Долготы, Широты, Высоты и Времени

4.2 Время прохождения сигнала

Системы спутниковой навигации используют высоко расположенные спутники, которые размещаются таким образом, чтобы из любой точки n на земле можно было провести линию, по крайней мере, к четырем спутникам. Каждый этих спутников имеет до четырех атомных часов на борту. Атомные часы являются в настоящее время наиболее точным инструментом, теряя максимум одну секунду каждые 30,000 из 1,000,000 лет. Для того чтобы делать их еще более точными, делают коррекцию или синхронизацию из различных управляющих точек на Земле. Каждый спутник передает свою точную позицию и точное время на Землю с частотой 1575.42 МГц.

25

Эти сигналы передаются со скоростью света (300,000 км/с) и, следовательно, потребуется приблизительно 67,3 мс для достижения земной поверхности прямо под спутником. Сигналу необходимо 3,33 на каждый дополнительный километр.

Если вы хотите установить вашу позицию на земле (или в море или где-то еще), все, что Вам нужно - точные часы. При сравнении времени получения спутникового сигнала со временем отправки возможно определить транзитное время этого сигнала

Как в примере с машиной, Расстояние D до спутника можно определить, используя транзитное время : Расстояние = время в пути * скорость света D = Δτ • c

Определение транзитного времени сигнала

4.3 Определение позиции на карте

Представьте себе, что Вы идете через обширное плато и хотите знать, где Вы. Два спутника, расположенные выше Вас передают свои времена на борту и позиции. Используя сигнальное транзитное время обоих спутников, Вы можете нарисовать два круга с радиусами D1 и D2 вокруг спутников. Каждый радиус соотносится с расстоянием, вычисленным спутником. Все возможные расстояния до спутника расположены на окружности круга. Если позиция выше спутников исключена, позиция приемника - в точке пересечения кругов под спутниками (Рис. 8). Двух спутников достаточно, чтобы определить позицию на плоскости X/Y.

26

Позиция приемника в точке пересечения двух кругов

В действительности, позиция должна быть определена в трехмерном пространстве, а не на плоскости. Различие между плоскостью и трехмерным пространством состоит в дополнительном измерении (высота Z), дополнительный третий спутник должен быть доступен для определения действительной позиции. Если расстояния до трех спутников известны, то все возможные позиции расположены на поверхности трех сфер, чьи радиусы соответствуют рассчитанным расстояниям. Искомая позиция – место пересечения всех трех сфер

Позиция определяется как точка пересечения трех сфер

4.4 Появление и коррекция ошибки времени

27

Мы принимали до сих пор, что измерение транзитного времени сигнала было точным. Тем не менее, это не так. Приемнику для точного измерения времени необходима синхронизация. Если транзитное время имеет ошибку 1 нс – позиционная ошибка составит 300 м.Часы на борту всех трех спутников синхронизированы, при этом погрешность измерений транзитного времени складывается. Математика является единственной вещью, которая может нам помочь. Вспомним, что, если имеется N неизвестных переменных, то нам нужно N независимых уравнений. Если измерение времени сопровождается постоянной неизвестной ошибкой, у нас будет четыре неизвестных переменных в 3-пространстве D:

• Долгота(X) • Широта(Y) • Высота(Z) • Ошибка времени(Δt)

Из этого следует, что в 3-х мерном пространстве 4 спутника необходимы для определения точной позиции. Спутниковые навигационные системы сконструированы таким образом, чтобы из любой точки на Земле было видно как минимум 4 спутника . Таким образом, несмотря на погрешность часов приемника и ошибок по времени, позиция вычисляется с точностью примерно 5 – 10 м.

4 спутника необходимы для определения позиции в 3-D пространстве

4.5 Описание системы

В следующих разделах мы рассмотрим различные сегменты GNSS технологии на примере GPS системы. Система глобального позиционирования (GPS) включает в себя 3 сегмента:

• пространственный сегмент (все рабочие спутники) • управляющий сегмент (все наземные станции системы: основная управляющая и

дополнительные для контроля) • сегмент пользователя (все гражданские и военные GPS пользователи)

Как видно из рисунка 11 есть однонаправленная связь между пространственным сегментом и сегментом пользователя. Управляющие станции на земле имеют двунаправленную связь со спутниками.

28

4.5.1 Пространственный сегмент

4.5.1.1 Перемещение спутника Пространственный сегмент к настоящему времени состоит из 32 действующих спутников с орбитами в 6 различных плоскостях ( от четырех до пяти спутников в плоскости). Они находятся на высоте 20,180 км над Земной поверхностью и наклонены на 550 к экватору. Каждый спутник совершает круг по орбите за 12 часов. Из-за вращения Земли, спутник будет в своем начальном положении после приблизительно 24 часов (23 часа 56 минут, чтобы быть точным

Пространственный сегмент

Сегмент пользователя Управляющий сегмент

Три GNSS сегмента

29

4.5.1.2 Конструкция спутника GPS

Все спутниковые сигналы времени и данные синхронизируются атомными часами на борту на одной частоте (1575.42 МГц). Минимальная длина сигнала, полученного на Земле, примерно от -158dBW до -16OdBW [ В соответствии со спецификацией, максимальная длина примерно -153dBW].

Спутник GPS

Анализ связи

Анализ связи (Таблица 1) между спутником и пользователем нужен для установки необходимого уровня мощности передачи. В соответствии со спецификацией, минимальная мощность не должна быть ниже -16OdBW (-13OdBm). Для гарантии поддержки этого уровня мощность передачи спутника L1, модулированная кодом C/A, должна быть 21.9 Вт. Мощность передатчика спутника

13.4dBW (43.4dBm=21.9W)

Усиление антенны спутника(вследствие концентрации сигнала около 14.3°)

+13.4dB

Мощность излучения EIRP (Эффективная интегрированная мощность излучения)

26.8dBW (56.8dBm)

Потери вследствие ошибки поляризации -3.4dB Ослабление сигнала в пространстве -184.4dB Ослабление сигнала в атмосфере -2.0dB Усиление от приемной антенны +3.0dB Вход мощности приемника -160dBW (130dBm=100.0*10-

18 W)

Исходя из данных таблицы ,видим что спектральная плотность мощности термического шума составляет 174 Дбм/Гц (температура 290 K). Таким образом, максимальная мощность полученного сигнала примерно на 16 Дб ниже уровня термического шума.

30

Спектральная плотность мощности полученного сигнала и термический шум

4.5.1.3 Сигналы спутника

Следующая информация (навигационное сообщение) передается спутником со скоростью 50 бит в секунду.

• Спутниковые сигналы синхронизации и времени • Точные данные(эфимерис) • Коррекционная информация для определения точного времени • Приближенные данные спутников (альманах) • Данные на ионосфере • Информация о состоянии спутника

Время, которое требуется для передачи данной информации, составляет 12.5 минут. Используя сообщение навигации, приемник способен определить время передачи каждого сигнала и точную позицию спутника на момент передачи. Каждый из 28 спутников передает уникальную сигнатуру. Эта сигнатура состоит из произвольной последовательности (Псевдо Произвольный Шум Кода, PRN) 1023 нулей и единиц

Псевдослучайный шум

Последняя миллисекунда - это уникальный идентификатор, непрерывно повторяющийся и преследующий две цели в отношении приемника:

• Идентификация: уникальная сигнатура означает, что приемник знает, от какого спутника получен сигнал.

• Измерение транзитного времени сигнала

31

4.5.1.4 Генерация сигнала спутника

Блочная диаграмма На борту спутников находятся четыре штуки очень точных атомных часов. Следующие тактовые импульсы и частоты, необходимые для повседневной работы, являются производными от резонансной частоты атомных часов (рис.18 и 19):

• Частота данных 50 Гц • Импульс кода C/A , который модулирует данные, используя эксклюзивный процесс3 (

в диапазоне выше частоты 1 МГц) • Частота гражданского носителя L1 ( 1575.42 МГц)

Данные, промодулированные кодом C/A, модулируются в свою очередь несущей L1, используя Bi-Phase-Shift-Keying (BPSK)4. С каждым изменением в модулированных данных есть поворот на 1800 в несущей фазе L1.

Упрощенная блочная диаграмма

32

Генератор несущей частоты1575.42 Мгц

Генератор PRN кода1.023 Мгц

Генератор данных(код С/А)50 бит/с

данные

Искл -ИЛИ

данные

код

несущая

Структура данных спутника GPS

4.5.2 Управляющий сегмент

Управляющий сегмент , состоит из основной управляющей станции, пяти контрольных станций, оснащенных атомными часами, расположенных вокруг земного шара около экватора, и трех управляющих наземных станций, которые передают информацию спутникам. Наиболее важные задачи управляющего сегмента:

• Наблюдение за перемещением спутников и обработка орбитальных данных (эфимерис)

• Контроль часов спутника и их работы • Синхронизация времени спутника • Ретрансляция точных орбитальных данных, полученных от спутников на связи • Ретрансляция приблизительных орбитальных данных, полученных от всех спутников

(альманах) • Ретрансляция дальнейшей информации, включая состояние спутника, ошибки

времени и т.д.

Управляющий сегмент также наблюдает за искусственным искажением сигналов , для того, чтобы ограничить позиционную точность системы при использовании гражданскими. Точность системы преднамеренно ограничена .

4.5.3 Сегмент пользователя

Сигналам, переданным спутниками, требуется приблизительно 67 мс для достижения пользователя. Хотя сигналы движутся со скоростью света, их транзитное время зависит от расстояния между спутниками и потребителем. Четыре различных сигнала сгенерированы на приемнике и имеют ту же структуру, что и полученные с 4 спутников. При синхронизации этих сигналов образуется смещение по времени Δt . Измеренные смещения времени Δt на всех 4 спутниковых сигналах используются для определения транзитного времени сигнала

33

Для определения позиции пользователя требуется радиосвязь с четырьмя другими спутниками. Расстояние до спутников определяет транзитное время сигналов. Приемник затем вычисляет позицию пользователя: широту φ, долготу λ , высоту h и время t из диапазона и известной позиции четырех спутников. Выражаясь математическими терминами, это означает, что четыре неизвестных переменных φ, λ, h и t определены с помощью расстояния и позиции этих четырех спутников, хотя требуется довольно сложный уровень итерации. Как сказано ранее, все спутники передают на одной частоте, но с различным кодом C/A. Этот процесс называется Code Division Multiple Access (CDMA). Восстановление сигнала и идентификация спутников происходит посредством корреляции.

Так как приемник может узнать все C/A коды, которые используются, то систематический сдвиг и сравнение каждого кода со всеми поступающими сигналами со спутника приведет к полному совпадению типов (то есть показатель корреляции CF - 1), и точка корреляции будет достигнута. Точка корреляции используется для измерения фактического транзитного времени сигнала и для идентификации спутника.

Демонстрация процесса корреляции на протяжении 30 битов

34

Степень корреляции выражается здесь как CF (показатель корреляции). Диапазон величины CF лежит от минус единицы до плюс единицы и является положительным только при совпадении типов сигналов (битовая частота и фаза).

mB: число всех совпавших битов uB : число всех несовпавших битов N : общее число битов

В результате Эффекта Допплера (все спутники и приемники движутся относительно друг друга) возможно смещение переданных сигналов на ±6000 Гц относительно точки приема. Определение транзитного времени сигнала и восстановление данных требует не только корреляции со всеми возможными кодами и фазами смещения, но также и идентификацию правильной фазы несущей частоты. Посредством систематического смещения и сравнения со всеми кодами и несущей частоты с входящими сигналами спутника находим нужную точку(в которой фактор корреляции равен 1). Искомая позиция в несущей частоте известна как бинарная.

Исследование максимальной корреляции кода и интервала несущей частоты

35

Спектральная плотность мощности полученного GPS сигнала лежит примерно на 16 Дб ниже термального шума . Демодуляция и концентрация полученного GPS сигнала дает системное усиление GG :

После концентрации, плотность мощности используемого сигнала становится больше термального шума .

Спектральная плотность мощности коррелированного сигнала и термический сигнальный шум

Чувствительность GPS приемника можно улучшит за счет увеличения времени корреляции (Dwell Time).Более длинный коррелятор означает определенную точку в уровне кодовой частоты, более короткий необходим GPS для интенсивного сигнала антенне. При увеличении значения

36

времени корреляции k, полученное улучшение GR , то есть разница между сигналом и термическим шумом составляет: Удвоение Dwell Time увеличивает разницу между сигналом и термическим шумом (чувствительность приемника) на 3 Дб. На практике не проблема увеличить время корреляции до 20 мс. Если значение переданных данных известно, тогда это время можно увеличить даже на еще большее значение.

4.6 Сообщение GPS

4.6.1 Введение Сообщение представляет собой непрерывный поток данных, переданный со скоростью 50 бит в секунду. Каждый спутник передает следующую информацию на Землю:

• Системное время и скорректированные значения часов • Собственные высокоточные орбитальные данные (эфимерис) • Приближенные орбитальные данные для всех спутников (альманах) • Состояние системы и т.д.

Навигационное сообщение необходимо для вычисления текущей позиции спутников и для определения транзитного времени сигнала. Поток данных модулируется несущей волной HF каждого отдельного спутника. Данные переданы на логически сгруппированные блоки, называемые фреймами или страницами. Каждый фрейм 1 500 бит длиной, и его передача занимает 30 секунд. Фреймы разделены на 5 подфреймов. Каждый подфрейм 300 бит длиной, и его передача занимает 6 секунд. Для передачи всего альманаха требуется 25 различных фреймов (или страниц). Время передачи для альманаха - 12.5 минут. Приемник GPS должен получить весь альманах для работы (напр. для своей первичной инициализации).Фрейм длиной 1 500 бит занимает 30 секунд для передачи. 1 500 бит разделены на пять подфреймов длиной 300 бит (время передачи 6 секунд). Каждый подфрейм, в свою очередь, разделен на 10 слов, каждое из которых длиной 30 бит. Каждый подфрейм начинается со слова телеметрии и слова handover (HOW). Полное сообщение навигации состоит из 25 фреймов (страниц). Структура навигационного сообщения проиллюстрирована .

37

Структура полного навигационного сообщения

4.6.2 Информация в подфреймах

Фрейм разделен на пять подфреймов, каждый из которых передает различную информацию.

• Подфрейм 1 содержит значения времени передающего спутника, включая параметры для коррекции задержки транзитного времени сигнала и часов на борту спутника, а также информацию о состоянии спутника и оценку позиционной точности спутника. Также подфрейм передает так называемый 10 - битовый недельный номер ( диапазон значения от 0 до 1023 может быть представлен 10 битами). Время GPS начинается в воскресенье, 6 января 1980 в 00:00:00 часов. Каждые 1024 недели число недель обнуляется.

• Подфреймы 2 и 3 содержат данные эфимериса передающего спутника. Эти данные обеспечивают очень точную информацию о спутниковой орбите.

• Подфрейм 4 содержит данные альманаха о спутниках с номерами от 25 до 32 (обратите внимание - каждый подфрейм может передать данные только одного спутника), различие между GPS и UTC временем и информация относительно любых ошибок измерения вызваны ионосферой.

• Подфрейм 5 содержит данные альманаха о спутниках с номерами от 1 до 24 (обратите внимание - каждый подфрейм может передать данные только одного спутника). Все 25 страниц передаются вместе с информацией о состоянии спутников с номерами от 1 до 24.

4.6.3 TLM и HOW

Первое слово каждого фрейма, слово телеметрии (TLM), содержит последовательность из 8 бит преамбулы (10001011), которая используется для синхронизации, следующие 16 бит зарезервированы для зарегистрированных пользователей. Как и во всех словах, конечные 6 бит слова телеметрии - биты четности.

38

Слово Handover (HOW), следует сразу за словом телеметрии в каждом подфрейме. Слово Handover имеет 17 бит ( диапазон значений от 0 до 131071 может быть представлен 17 битами) и содержит в пределах своей структуры стартовое время для следующего подфрейма, которое передается как время недели (TOW). Счетчик TOW начинается со значения 0 в начале недели GPS (период перехода с субботы 23:59:59 на воскресенье 00:00:00 часов) и увеличивается на 1 каждые 6 секунд. Так как в неделе 604,800 секунд, счетчик работает от 0 до 100,799, затем обнуляется. Маркер вклинивается в поток данных каждые 6 секунд и передает HOW для синхронизации с кодом P. Биты 20 .. 22 используются в слове Handover для идентификации только что переданного подфрейма

4.6.4 Разбиение на 25 страниц

Полное сообщение навигации требует 25 страниц и занимает 12.5 минут. Страница или фрейм разделены на пять подфреймов. В случае подфреймов 1 .. 3, информационное содержимое одинаково для всех 25 страниц. Это означает, что приемник имеет все значения часов и данные эфимериса от передающего спутника каждые 30 секунд. Единственное различие в случае подфреймов 4 и 5 – в организации переданной информации.

• В случае подфрейма 4, страницы 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9 и 10 ретранслируют данные альманаха со спутников с номерами от 25 до 32. В этом случае, данные альманаха одного спутника передаются на одну страницу. Страница 18 передает значения коррекции из-за ионосферической сцинцилляции, а также разницу между UTC и GPS временем. Страница 25 содержит информацию о конфигурации всех 32 спутников (то есть блочное присоединение) и о состоянии спутников с номерами 25 … 32.

• В случае подфрейма 5, страницы 1…24 ретранслируют данные альманаха со спутников с номерами от 1 до 24. В этом случае, данные альманаха для одного спутника передаются на одну страницу. Страница 25 передает информацию о состоянии спутников с номерами 1…24 и действительное время альманаха.

4.6.5 Сравнение данных альманаха и эфимериса

Используя данные эфимериса и альманаха, спутники движутся по орбитам и, следовательно, координаты определенного спутника можно найти в любой момент времени. Различие между переданными величинами состоит главным образом в точности чисел. В следующей таблице сравниваются два варианта чисел.

Сравнение данных альманаха и эфимериса

39

Для объяснения терминов, использованных в Таблице

Термины эфимериса

Основная полуось орбитального эллипса: a Основная полуось орбитального эллипса: b

Эксцентриситет орбитального эллипса: e

4.7 Наиболее важные свойства трех систем GNSS

40

GNSS системы комбинируют сложный спутник и радиотехнологию для обеспечения навигаприемников с радиосигналами, и демонстрируют множество данных во время передачи, а также идентифицируют передающий спутник

Сигналы от 4 спутников должны быть получены

Компоненты ошибки в вычислениях пока не приняты во внимание. В случае системы GNSS на общую ошибку влияют несколько причин:

• Спутниковые часы: хотя каждый спутник имеет четверо атомных часов на борту, ошибка времени в 10 нс приводит к погрешности порядка 3 м.

• Спутниковые орбиты: позиция спутника обычно известна в пределах от 1 до 5 м. • Скорость света: сигналы от спутника до пользователя движутся со скоростью света. Но скорость падает ожет считаться константой.

• Измерение транзитного времени сигнала: потребитель может только определить момент времени, когда гра ой женных сигналов.

• Геометрия спутника: способность определять позицию ухудшается, если четыре спутника, использующихся при измерениях закрыты. Эффект геометрии спутника на точности измерений называется DOP информацию о горизонтальных ошибках в зависимости от источника. Применяя корректирующие измерения (Differential GPS, DGPS), можно ошибки уменьшить или устранить.

При использовании системы GNSS можно определить следующие две величины на Земле:

• Позиция (координаты долготы, широты и высоты) с точностью порядка от 20 м до 1 мм • Время (мировое время, UTC) с точностью порядка от 60 нс до 1 нс.Различные дополнительные переменные можно получить из трехмерной позиции и

точного времени, например: • Скорость • Ускорение • Курс • Локальное время • Измерения диапазона

41

В общем, GNSS можно использовать везде, где есть прием сигнала со спутников

5 Применение технологий GNSS в МЧС

5.1 Обоснование применения технологий GNSS в МЧС

Важную роль при угрозе или возникновении ЧС играют дежурные и дежурно-диспетчерские органы городских (районных) служб. Дежурно-диспетчерские службы функционируют, как правило, в круглосуточном режиме и находятся в постоянной готовности к действиям по проведению необходимых экстренных мер по защите населения в ЧС. На этапе возникновения и в ходе ликвидации масштабной чрезвычайной ситуации возрастает необходимость координации действий дежурно-диспетчерских служб, а через них – действий сил и средств городского (районного) звена РСЧС, привлекаемых к аварийно-спасательным работам. Эта координация осуществляется в рамках единых дежурно-диспетчерских служб, являющихся органами повседневного управления РСЧС.Одной из важнейших задач, решаемых на каждом уровне иерархической системы управления МЧС России, является задача навигации и мониторинга. В общем случае навигационные системы используются в деятельности мобильных патрульных нарядов, пожарных и дежурных автомобилей, машин скорой помощи, спасательной техники различного назначения, мобильных радиотехнических и радиоэлектронных систем, автотранспорта, воинских подразделений, а также одиночных сотрудников МЧС . Основными задачами навигации являются определение параметров положения и движения подвижных объектов и моментов времени, к которым они относятся, а также управление их движением для достижения конкретных целей оперативных служб.

42

Программно-аппаратный комплекс ЕДДС

Однако существует ряд задач, выполнение которых осуществляется в закрытых помещениях, при плохой видимости в природных условиях (задымление,туман и т.д.) , что требует навигационной поддержки, но непосредственный прием сигналов(GNSS) в этих условиях проблематичен, а порой и невозможен. Наиболее перспективным направлением в этом случае является спутниковая навигация, обеспечивающая работу локальных систем позиционирования(ЛСП). Необходимость использования космических навигационных систем обусловлена в первую очередь недостатками традиционных систем, использовавшихся для этих целей. Так, методы навигации по естественным магнитным и гравитационным полям характеризуются относительно невысокой точностью. Астронавигационные системы подвержены возмущающему воздействию метеорологических факторов. Кроме того, при их использовании возникают трудности, связанные с автоматизацией процессов поиска, идентификации и слежения за звездами.

Космические навигационные системы обеспечивают глобальное непрерывное оперативное навигационно-временное определение параметров подвижных объектов на земной и водной поверхностях, в воздушном и ближнем космическом пространстве. Помимо задач определения параметров положения и движения подвижных объектов навигационные системы успешно решают задачи мониторинга территорий и различных технологических объектов.

43

Глобальные навигационные спутниковые системы (GNSS) при сегодняшних темпах развития информационных технологий и технических средств их воплощения имеют высокие тактико-технические и эксплуатационные характеристики.

В то же время глобальные навигационные спутниковые системы наряду с очевидными преимуществами – глобальностью и высокой точностью определения местоположения объектов – обладают существенными недостатками.

Один из недостатков систем GNSS заключается в ограниченной возможности использования этих систем в условиях, когда исключена прямая видимость спутников – в городских условиях, в глубоких горных выработках, в закрытых помещениях, в зданиях, в тоннелях и т.д. Поэтому важным  направлением является применение псевдоспутников(ПС), представляющие собой стационарный излучатель GPS-сигналов со значительно меньшей мощностью сигнала и, соответственно, меньшим радиусом действия Прием этих сигналов возможен на компактные пользовательские - GPS-приемники.

. Повышение точности и надежности местоопределения при использовании псевдоспутников обеспечивается за счет ретрансляции адаптированного к конкретным условиям распространения сигнала и отсутствие эфемеридных и ионосферных погрешностей.

Рассмотрим принципы ретрансляции сигналов с использованием спутниковой радионавигации.

В общем случае назначение псевдоспутников заключается в создании в локальном районе с ограниченным доступом сигналов спутников GNSS дополнительных источников информации, позволяющих при совместной обработке с доступными сигналами GNSS обеспечить навигационные определения или мониторинг конкретных объектов.

Технические средства, используемые в настоящее время подразделениями МЧС при ликвидации ЧС внутри зданий и сооружений в условиях задымлений и разрушений, решение задач позиционирования в полном объеме не выполняют. С учетом задач, решаемых в рамках МЧС России, а также технических возможностей аппаратуры потребителей GNSS, к настоящему времени, сформировалось три основных метода ретрансляции навигационных данных:

1. метод ретрансляции данных с полной обработкой измеряемых параметров;2. метод ретрансляции данных без обработки измеряемых параметров;3. метод ретрансляции данных без обработки измеряемых параметров с совмещением

их в едином канале с другой измерительной информацией.

Рассмотрим также основные принципы и технические решения ретрансляции сигналов GNSS на примере их технической реализации в GPS-приложениях. С учетом определенных особенностей, схемы построения ретрансляторов для сигналов GNSS с кодовым разделением (GPS) могут быть применены и для GNSS с частотным разделением сигналов(GLONASS).

Анализ действий спасательных подразделений при ликвидации крупных ЧС и пожаров показал , что применение систем позиционирования подразделений МЧС России в закрытых помещениях зданий и сооружений, является актуальной задачей.

44

5.2 Перспективы применения технологий GNSS в МЧС

Организация приема прямых и ретранслированных сигналов GNSS

одновременно на несколько разнесенных в пространстве наземных измерительных пунктов (НИП) позволяет сократить число навигационных космических аппаратов (НКА), необходимых для определения координат потребителя.

Общими позиционными методами навигационных определений как по сигналам только НКА GNSS , так и при использовании ретрансляторов этих сигналов являются: псевдодальномерный и разностно-дальномерный методы для координат и соответствующие им псевдодоплеровский и разностно-доплеровский методы для определения составляющих вектора скорости.

Структура локальных систем позиционирования (ЛСП), использующей ретранслированные сигналы НКА, может рассматриваться как результат замены в эталонной точке псевдоспутника на ретранслятор (Р). Поэтому этот вариант обеспечивает те же преимущества, что и ЛСП с псевдоспутником .

Метод дифференциальной коррекции по сигналам наземного ретранслятора

Дополнительные преимущества этого варианта ЛСП заключаются в следующем.

1. Значительно упрощается аппаратура контрольно-корректирующей станции (ККС) при использовании в передатчиках ретрансляторов дециметрового диапазона. При этом доработка бортовой навигационной аппаратуры потребителя (НАП) выливается в установку дополнительной антенны и доработку  программного обеспечения НАП. При организации передачи ретранслированных сигналов на частотных литерах, незанятых сигналами НКА, необходимость в установке дополнительной приемной антенны НАП отпадает.

45

2. Наличие сильной корреляции погрешностей измерений первичных навигационных параметров ( НП) по прямым и ретранслированным сигналам для каждого наблюдаемого НКА позволяет в значительной степени устранять эти погрешности на уровне первичной обработки, т.е. при фильтрации измерений НП в НАП

3 Простота организации режимов относительных измерений (ОИ) для группы (комплекса) наземных и/или воздушных объектов в местной системе координат, связанной с точкой установки Р. Возможность организации совместных ОИ по сигналам GNSS GLONASS и GPS, а в будущем и GNSS Galileo (для НАП следующих поколений, способной работать с сигналами этих GNSS ).

Средство функционального дополнения GNSS на основе использования ретрансляторов сигналов

4. Возможность организации локальных рабочих зон с гарантированными уровнями надежности и точности навигационных параметров при обеспечении радиовидимости для НАП сигналов хотя бы одного НКА и сети из трех ретрансляторов.

Средства определения местонахождения (позиционирования) подвижных объектов, обладающие высокой доступностью и точностью работы, становятся все более востребованными в системах управления оперативным транспортом, системах мониторинга перемещения персонала и ценного имущества, кроме того, они необходимы для систем специального применения, экстренных служб, пожарных подразделений. Поэтому применение технологий GNSS с использованием ретранслированных сигналов GNSS является одной из актуальных задач повышения боеготовности подразделений МЧС России..

46

Локальная система позиционирования подразделений пожарной охраны МЧС

47

Заключение

Изложенный в данном пособии обзор методов и способов ориентирования начиная , от самых простых с использованием подручных средств , до современных методов позиционирования и управления, может использоваться в ходе профессиональной подготовки спасателей и пожарных, что поможет обучаемым в понимании способов ориентирования с использованием наиболее распространенных инструментов и приборов , принципов их работы и применения , технологий использования спутниковой навигации.

Учебное пособие разработали преподавателиГБУ РО «Учебно-методический центр» Пилипенко А.В.

Рожков С.В. Калюжный Г.С.

Учебное пособие рассмотрено на заседании педагогического совета

"________" _______________2012 года. Протокол №________

48