Исследование структуры и принципа работы информационно-измерительной системы

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО КУЛЬТУРЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САНКТ - ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ

КИНО И ТЕЛЕВИДЕНИЯ»

Кафедра киновидеоаппаратуры

Отчет

по лабораторной работе № 1

Дисциплина: Информационно-измерительные системы и технологии

«ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И ПРИНЦИПА РАБОТЫ

ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ»

Выполнила: ст. 4 курса,

221 группы, ФТКиТ,

Степанова А.А.

Проверила: Патрикеева Е.Ю.

Санкт-Петербург

2016

Цель работы: исследовать структуру и принцип работы информационно-измерительной системы на примере ГЛОНАСС

Обобщенная структурная схема ИИС:

Структурная схема ГЛОНАСС

Система ГЛОНАСС состоит из трех подсистем:

· подсистемы космических аппаратов (ПКА);

· подсистемы контроля и управления (ПКУ);

· навигационной аппаратуры потребителей (НАП).

навигационный спутниковый приемник

Глобальное навигационно-временное обеспечение неограниченного количества потребителей на земле, на море, в воздухе и в космосе. Доступ к гражданским сигналам системы предоставляется как российским, так и иностранным потребителям на безвозмездной основе без ограничений. ГЛОНАСС -- российская спутниковая система навигации, одна из двух существующих в мире систем, принятых в эксплуатацию. Позволяет в абсолютно любой точке Земного шара, а также в космическом пространстве вблизи планеты определять местоположение и скорость объектов.

Принцип работы системы основан на измерении расстояния от объекта, координаты которого необходимо получить, до спутников, расположение которых известно с большой точностью. Таблица расположений называется альманахом. Полный альманах содержится в радиосигнале каждого спутника. Таким образом, зная расстояния до нескольких спутников системы, с помощью обычных геометрических построений, на основе альманаха, можно вычислить положение объекта в пространстве.

Метод измерения расстояния от спутника до антенны приёмника основан на определённости скорости распространения радиоволн. Для осуществления измерения распространяемого радиосигнала, каждый спутник навигационной системы излучает сигналы точного времени, используя синхронизированные с системным временем атомные часы. При работе спутникового приёмника его часы синхронизируются с системным временем, и при дальнейшем приёме сигналов вычисляется задержка между временем излучения, содержащемся в самом сигнале, и временем приёма сигнала. Располагая этой информацией, навигационный приёмник вычисляет координаты антенны. Все остальные параметры движения (скорость, курс, пройденное расстояние) вычисляются на основе измерения времени, которое объект затратил на перемещение между двумя или более точками с определёнными координатами.

Основу орбитальной группировки в трёх орбитальных плоскостях составляют космические аппараты «Глонасс-М» и космические аппараты нового поколения «Глонасс-К».

Сферы применения

· Персональная спутниковая навигация

· Персональные навигаторы (могут использовать охотники, рыболовы, грибники). Персональные автомобильные навигаторы.

· Мониторинг транспорта

· Управление городскими транспортными потоками.

· Организация управления транспортными средствами.

· Мониторинг опасных грузов

· Управление городскими транспортными потоками.

· Организация управления транспортными средствами.

· Мониторинг зданий и сооружений

· Использование космических технологий для обеспечения мониторинга и безопасности жизнедеятельности регионов.

Структура системы

24 спутника (3 плоскости х 8 спутников)

· Всего в составе ОГ ГЛОНАСС: 28 КА

· Используются по целевому назначению: 23 КА

· Тип орбиты: круговая, H = 19 100 км, i = 64.8°

· Период обращения: 11 ч 15 мин

· Орбиты сдвинуты по экватору на 120°

· Частотный диапазон: L1 ~ 1,6 ГГц, L2 ~ 1,25 ГГц

· Зона обслуживания: глобально по поверхности Земли в воздушном и околоземном космическом пространстве до высот 2000 км

Средства фундаментального обеспечения

1) Комплекс средств определения и прогнозирования параметров вращения Земли;

2) Комплекс средств формирования UTC (всемирное координирование времени);

3) Комплекс средств уточнения фундаментальных астрономических и геодезических параметров.

Комплекс функциональных дополнений

· СДКМ (система дифференциальной коррекции и мониторинга);

· Комплекс средств обеспечения взаимодополняемости СДКМ с наземными радиотехническими средствами;

· Региональные и локальные дифференциальные системы;

Классификация

1. Область применения:

1.1. Научные исследования;

1.2. Контроль сложных изделий;

1.3. Управление технологическими процессами;

· Синхронизация систем связи и энергетики;

· Геодезия: с помощью приемников ГЛОНАСС и ГЛОНАСС\GPS определяют точные координаты точек и границы земельных участков;

· Картография: ГЛОНАСС используется в гражданской и военной картографии;

· Тектоника: с помощью спутников ведутся наблюдения движений и колебаний тектонических плит;

· Навигация: с применением глобальных систем позиционирования осуществляется как морская так и дорожная навигация;

· Спутниковый мониторинг: проект ЭРА-ГЛОНАСС -- мониторинг положения, скорости автомобилей, наблюдение за их движением;

· Мониторинг сложных инженерных сооружений;

· Мониторинг животных, защита окружающей среды;

· Обеспечения поиска и спасания людей;

· Персональные трекеры, «тревожная кнопка»

2. Функциональное предназначение

· Системы автоматической диагностики;

3. Характер входных величин

· Сверхбольшая информационная мощность;

· Изменяющаяся во времени;

· Представление входящих величин: дискретное, аналоговое/цифровое;

· Энергетический признак: активная;

· Характер помех, суммирующихся с измеряемыми величинами: в основном независимые;

4. Характер выходной информации

· Измерительная информация;

· Количественные суждения;

5. Степень обработки выходной информации

· Показатели, характеризующие функциональные зависимости

· Статические показатели

6. Характер взаимодействия функциональных блоков

· Цепочечная структура

7. Вид структурно-функциональной системы (одноканальные; многоканальные; мультиплицированные; сканирующие; многоточечные; многомерные; аппроксимирующие)

Мультиплицированные ИИС (с общей образцовой величиной) системы с развертывающим уравновешиванием имеют меньшее число элементов, чем многоканальные ИИС, но меньшее быстродействие. В таких системах измеряемая величина сравнивается с линейно изменяющейся величиной, и определяются интервалы времени, соответствующие измеряемым уровням сигналов.

Размещено на Allbest.ru