Аппаратура потребителей спутниковых радионавигационных систем (дисциплина)

Материал из SRNS
Перейти к: навигация, поиск

Дисциплина "Аппаратура потребителей спутниковых радионавигационных систем" входит в вариативную часть общенаучного цикла занятий учебного плана подготовки специалистов по направлению 11.05.01 "Радиоэлектронные системы и комплексы".

Преподается осеннем и весеннем семестрах пятого года обучения. В осеннем семестре лекции и лабораторные занятия (итог - экзамен), в весеннем - курсовой проект.

По дисциплине подготовлен электронный учебно-методический комплекс.

Содержание

Правила аттестации

Обязательным условием для получения допуска к экзамену является выполнение и защита 4 лабораторных работ.

Календарный план

Неделя Дата Лекция Лабораторная
2 04.09-10.09 Сегменты СРНС. Методы позиционирования. Назначение АП СРНС. Обобщённая функциональная схема. Принцип работы АП СРНС. Первичная и вторичная обработка
3 11.09-17.09 Антенна АП. Предварительный МШУ. Коэффициент шума. Радиочастотный план.
4 18.09-24.09 Аналогово-цифровое преобразование. Синтезатор частот. План частот АП СРНС.
5 25.09-01.10 Принципы построения и структура коррелятора. Цифровой генератор гармонического сигнала и дальномерного кода.
Статистический эквивалент коррелятора
Ошибки позиционирования в городских условиях
Исследование характеристик МШУ АП СРНС
6 02.10-08.10 Обнаружение сигнала. Алгоритмы, статистические характеристики обнаружения.
7 09.10-15.10 Поиск сигнала по частоте и задержке. Алгоритмы поиска, быстрый поиск сигнала.
Блок быстрого поиска


8 16.10-22.10 Система слежения за фазой сигнала. Структурная схема ССФ, дискриминаторы, следящий фильтр.
9 23.10-29.10 Система слежения за частотой. Структурная схема ССЧ, дискриминаторы, следящий фильтр. Исследование коррелятора АП СРНС с помощью имитационной модели
10 30.10-05.11 Система слежения за задержкой. Структурная схема ССЗ, дискриминаторы, следящий фильтр.
11 06.11-12.11 Система слежения за задержкой с поддержкой от ФАП. Комплексный фильтр.
12 13.11-19.11 Демодуляция навигационных данных. Алгоритм демодуляции, статистические характеристики демодуляции.
13 20.11-26.11 Декодирование навигационных данных. Алгоритм декодирования, статистические характеристики декодирования. GNSS Planning
Чувствительность навигационных модулей


14 27.11-03.12 Погрешности измерения псевдодальности, псевдоскорости и координат АП СРНС.
15 04.12-10.12 Вторичная обработка измерений. Одношаговый алгоритм решения навигационной задачи.
16 11.12-17.12 Контроль целостности
17 18.12-24.12 Итоговое занятие Помехоустойчивость навигационных модулей
18 25.12-31.12 Итоговое занятие

Журнал успеваемости.

Вопросы к экзамену

Экзамен проводится в устной форме и содержит два вопроса (экзаменационные вопросы). При подготовке рекомендуется использовать книги по тематике, конспекты лекций и презентации.

Курсовой проект

Курсовой проект по данной дисциплине проводится во втором семестре. В рамках проекта студенты знакомятся с рядом инструментов и техник, используемых при разработке АП СРНС:

  • обработка измерений от приемника ГНСС в RTKLIB;
  • обработка данных и моделирование в Matlab/Python;
  • разработка программного модуля на С/С++, включая юнит-тестирование в Check.

Этап 1. Использование

Дедлайн: 06.03.18

На крыше корпуса А МЭИ установлена трехдиапазонная антенна Harxon HX-CSX601A. Она через 20-метровый кабель, сплиттер, bias-tee и усилитель подключена к трем навигационным приемникам:

  • Javad Lexon LGDD,
  • SwiftNavigation Piksi Multi,
  • FPGA-based приемник на основе нашего ядра CoreZh.

Приемники формируют первичные измерения, которые логируются в файлах формата RINEX. Javad и Piksi - только файлы наблюдений (javad.obs и piksi.obs), CoreZh - и наблюдения (corezh.obs), и файл эфемерид (corezh.nav для GPS и corezh.gnav для ГЛОНАСС). Архив с файлами за 03.02.18 доступен для скачивания по ссылке.

Требуется произвести вторичную обработку измерений, например, с помощью программы RTKLIB. В Matlab или Python построить гистограммы отклонения навигационного решения от средней точки (в метрах).

Оформить отчёт по результатам этапа.

Этап 2. Моделирование

Дедлайн: 10.04.18

На предыдущем этапе получено решение навигационной задачи. Для решения навигационной задачи рассчитывается положение спутников на соответствующий момент сигнального времени. При этом используются эфемериды - параметры некоторой модели движения спутника. В разных ГНСС эти модели разные, а значит отличается и формат эфемерид, и алгоритмы расчета положения спутника.

Одна из самых простых и удобных моделей - в системе GPS.

Требуется реализовать на языке Matlab или Python функцию расчета положения спутника GPS на заданный момент по шкале GPST. В качестве источника эфемерид использовать предоставленный на предыдущем этапе файл с логами за 03.02.18.

Построить трехмерные графики множества положений спутника GPS с системным номером, соответствующим номеру студента по списку. Графики в двух вариантах: в СК ECEF WGS84 и соответствующей ей инерциальной СК. Положения должны соответствовать временному интервалу с 00:00 03.02.18 до 12:00 03.02.18.

Построить SkyView за указанный временной интервал (напоминаю, антенна на крыше корпуса А) и сравнить результат с Trimble GNSS Planning Online.

Оформить отчет по результатам этапа.

Этап 3. Реализация

Дедлайн: 22.05.18

Персональные инструменты
Пространства имён

Варианты
Действия
SRNS Wiki
Рабочие журналы
Приватный файлсервер
QNAP Сервер
Инструменты