152VYG1 Vyšší geodézie 1 - úloha 2: Porovnání verzí

Z GeoWikiCZ
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání
 
(Není zobrazeno 37 mezilehlých verzí od 5 dalších uživatelů.)
Řádek 1: Řádek 1:
==Termín odevzdání==
 
pondělní kroužek: 2.11.2009
 
  
úterní kroužky: 3.11.2009
+
==Název úlohy==
 +
Výpočet drah GPS družic
  
středeční kroužek: 4.11.2009
+
==Zadání úlohy==
 +
Zadán je čas <math>t</math>, poloha pozorovatele <math>P</math> totožná s vybranou stanicí sítě CZEPOS a nakonec družice systému GPS definovaná PRN kódem. Na základě navigačních údajů (vysílaných efemerid) najbližších času <math>t</math> proveďte:
 +
# vypočtěte souřadnice družice v systému WGS-84
 +
# nakreslete graf průběhu elevačního úhlu družice vzhledem k pozorovateli <math>P</math> v průběhu celého dne,
 +
# nakreslete obrázek pohybu družice po nebeské sféře vzhledem k pozorovateli <math>P</math> v průběhu celého dne,
 +
# pro daný den a polohu pozorovatele určete okamžiky všech západů a východů družice,
 +
# nakreslete graf průběhu radiální rychlosti družice-pozorovatel <math>P</math> v průběhu celehé dne (pouze je-li družice nad obzorem).
  
==Název úlohy==
+
==Další poznámky==
GPS - výpočet drah družic
+
* Použijte navigační údaje ze souboru
==Zadání úlohy==
 
K dispozici máte soubor vysílaných efemerid ve formátu RINEX (tzv. navigační zprávu, označeni koncovkou 'n') pro stanici sítě EUREF EPN vytvořený dne 17.9.2009 a kartézské souřadnice stanice v systému WGS84.
 
  
Pro družici danou PRN kódem spočítejte pomocí vysílaných efemerid její polohu v čase <math>t_1</math> a <math>t_2</math> dne 17.9.2009 (den 260). Souřadnice družice určete v systému WGS84, ve kterém jsou zadány i dráhové elementy.
+
  ftp://cddis.gsfc.nasa.gov/gps/data/daily/2013/DDD/13n/brdcDDD0.13n.Z
Pro výpočet Keplerových elementů v čase <math>t_1</math> použijte vysílané efemeridy v epoše nejbližší nižší zadanému času.
 
Pro výpočet v čase <math>t_2</math> využijte efemeridy totožné jako pro čas <math>t_1</math> a též nejbližší nižší času <math>t_2</math>. Vypočtené hodnoty pro čas <math>t_2</math> porovnejte a odůvodněte rozdíly.
 
  
Čas <math>t_2</math> počítejte jako čas <math>t_1</math> + 6 hodin.
+
kde znaky 'DDD' jsou nahrazeny pořadových čislem dne v roce (tzv. DOY = Day of Year, hodnotu naleznete například pomocí [http://www.rvdi.com/freebies/gpscalendar.html GNSS kalendáře]).
<!--
 
Pro tuto družici nakreslete následující grafy:
 
* graf znázorňující závislost elevačního úhlu na čase,
 
* a graf znázorňující polohu družice vůči pozorovateli v místním topocentrickém systému.
 
Oba grafy sestavte pro celý celý den 10.9.2007. Polohy družice během dne vypočítejte na základě Keplerových elementů družice v čase <math>t_1</math>. Zároveň určete časy prvního východu a západu družice pro zadaný den. Jako zeměpisné souřadnice pozorovatele použijte zadané souřadnice stanice.
 
-->
 
Soubory RINEX (navigační efemeridy) je možné si stáhnout [ftp://igs.ensg.ign.fr/pub/igs/data/ ZDE].
 
  
Jako geocentrickou gravitační konstantu použijte hodnotu GM = 398,6005.10<sup>12</sup> m<sup>3</sup>/s<sup>-2</sup>. Jako úhlovou rychlost rotace Země omega<sub>e</sub> = 7292115,1467.10<sup>-11</sup> s<sup>-1</sup>.  
+
* Jsou-li soubory komprimovány pomocí některého z UNIXových komprimačních programů (poznáte podle přípony .Z nebo .gz), pro dekomprimaci můžete použít program [ftp://athena.fsv.cvut.cz/VYEM2012/GPSDATA/utils/gzip.exe gzip] pro příkazovou řádku. Použití:
 +
gzip.exe -d <nazev_komprimovaneho_souboru>
 +
Úplnou dokumentaci k programu naleznete [http://www.math.utah.edu/docs/info/gzip_toc.html zde].
  
Podrobný popis formátu RINEX naleznete v dokumentu:
+
* Další podklady
*[ftp://athena.fsv.cvut.cz/VG/VYG1/texty/rinex300.pdf rinex300.pdf]
+
**[ftp://athena.fsv.cvut.cz/VG/VYG1/texty/poznamky_druzice.pdf poznamky_druzice.pdf]
*[ftp://athena.fsv.cvut.cz/VG/VYG1/texty/gps_zerocode.pdf gps_zerocode.pdf]
+
**[ftp://athena.fsv.cvut.cz/VG/VYG1/texty/rinex300.pdf rinex300.pdf]
*[ftp://athena.fsv.cvut.cz/VG/VYG1/texty/poznamky_druzice.pdf poznamky_druzice.pdf]
+
**[ftp://athena.fsv.cvut.cz/VG/VYG1/texty/Transformace_souradnic.pdf transformace.pdf]
<!--*[ftp://athena.fsv.cvut.cz/VG/VYG1/texty/Transformace_souradnic.pdf '''Transformace mezi kartézskými a geodetickými souřadnicemi na elipsoidu'''] -->
+
**[http://www.navcen.uscg.gov/pubs/gps/icd200/ICD200Cw1234.pdf Původní ICD (Interface Control Document) pro GPS, výpočet polohy družice: strany 97--100]
  
 
== Numerické zadání úlohy ==
 
== Numerické zadání úlohy ==
 
+
* Pořadové číslo dne DOY = 200 + číslo studenta, rok 2013, čas mají všichni studenti shodný = 11:30:30 (daného dne).
{| class = "border"
+
* Číslo družice je totožné s číslem zadání.
!rowspan="2" valign="top"| číslo zadání
+
* Poloha pozorovatele odpovídá stanici CZEPOS podle následující tabulky, kde <math>r</math> je zbytek po dělení
!rowspan="2" valign="top"|  student(ka)  
+
čísla studenta hodnotou 10
!rowspan="2" valign="top"|  stanice EPN
+
!rowspan="2" valign="top"| PRN
+
{| class="wikitable"
!colspan="3"| čas <math>t_1</math>  
 
!colspan="3"| souřadnice stanice
 
|-
 
!halign=right|hod!!min!!sec!!X!!Y!!Z
 
|-
 
|1|| Baarova Jana|| GOPE|| 4|| 8|| 27|| 27|| 3979316|| 1050312|| 4857067
 
|-
 
|2|| Bajusova Lenka|| GOPE|| 8|| 12||  47|| 13|| 3979316|| 1050312|| 4857067
 
|-
 
|3|| Balcarova Stanislava|| GOPE|| 12|| 16||  12|| 45|| 3979316|| 1050312|| 4857067
 
|-
 
|4|| Baroch Martin|| GOPE|| 16|| 15|| 6|| 10|| 3979316|| 1050312|| 4857067
 
|-
 
|5|| Bartosova Hana|| GOPE|| 20|| 2|| 2|| 52|| 3979316|| 1050312|| 4857067
 
|-
 
|6|| Belzova Renata|| GOPE|| 24|| 16||  13|| 10|| 3979316|| 1050312|| 4857067
 
|-
 
|7|| Bradac Jiri|| GOPE|| 28|| 12||  47|| 15|| 3979316|| 1050312|| 4857067
 
|-
 
|8|| Braun Jaroslav|| GOPE|| 1|| 17||  17|| 19|| 3979316|| 1050312|| 4857067
 
|-
 
|9|| Busta Jaroslav|| GOPE|| 5|| 15||  42|| 57|| 3979316|| 1050312|| 4857067
 
|-
 
|10|| Cizek Martin|| GOPE|| 9|| 13||  48|| 23|| 3979316|| 1050312|| 4857067
 
|-
 
|11|| Cumpelik Zdenek|| GOPE|| 13|| 5||  17|| 52|| 3979316|| 1050312|| 4857067
 
|-
 
|12|| Dudek Jindrich|| GOPE|| 17|| 1||  19|| 58|| 3979316|| 1050312|| 4857067
 
|-
 
|13|| Dvoracek Tomas|| GOPE|| 21|| 9||  51|| 14|| 3979316|| 1050312|| 4857067
 
|-
 
|14|| Fialova Marie|| GOPE|| 25|| 17||  24|| 35|| 3979316|| 1050312|| 4857067
 
|-
 
|15|| Fiedlerova Eva|| GOPE|| 29|| 13||  52|| 32|| 3979316|| 1050312|| 4857067
 
|-
 
|16|| Filipek Pavel|| GOPE|| 2|| 12||  24|| 19|| 3979316|| 1050312|| 4857067
 
 
|-
 
|-
|17|| Gress Tomas|| GOPE|| 6|| 8||  41|| 26|| 3979316|| 1050312|| 4857067
+
! <math>r</math> !! Stanice CZEPOS
 
|-
 
|-
|18|| Hanzalik Pavel|| GOPE|| 10|| 16||   37|| 6|| 3979316|| 1050312|| 4857067
+
| 0   || CKVA
 
|-
 
|-
|19|| Hanzl Martin|| GOPE|| 14|| 16||   7|| 37|| 3979316|| 1050312|| 4857067
+
| 1   || CPRA
 
|-
 
|-
|20|| Horejsi Jakub|| GOPE|| 18|| 2||   57|| 59|| 3979316|| 1050312|| 4857067
+
| 2  || CLIB
 
|-
 
|-
|21|| Houskova Dagmar|| GOPE|| 22|| 7||   52|| 32|| 3979316|| 1050312|| 4857067
+
| 3   || CKVA
 
|-
 
|-
|22|| Hulanova Martina|| REYK|| 26|| 14||   41|| 38|| 2587384|| -1043033|| 5716564
+
| 4   || CHOD
 
|-
 
|-
|23|| Jakub Lubos|| REYK|| 30|| 17||   47|| 59|| 2587384|| -1043033|| 5716564
+
| 5   || CPRG
 
|-
 
|-
|24|| Jasek Petr|| REYK|| 3|| 16||   15|| 37|| 2587384|| -1043033|| 5716564
+
| 6   || CFRM
 
|-
 
|-
|25|| Jon Jakub|| REYK|| 7|| 15||   12|| 22|| 2587384|| -1043033|| 5716564
+
| 7  || CDOM
 
|-
 
|-
|26|| Kitzbergerova Kristyna|| REYK|| 11|| 8||   24|| 52|| 2587384|| -1043033|| 5716564
+
| 8  || CSVI
 
|-
 
|-
|27|| Konecna Katerina|| REYK|| 15|| 12||  29|| 37|| 2587384|| -1043033|| 5716564
+
| 9   || CDAC
|-
 
|28|| Kostka Radim|| REYK|| 19|| 13||  35|| 39|| 2587384|| -1043033|| 5716564
 
|-
 
|29|| Krizova Jana|| REYK|| 23|| 16||   36|| 45|| 2587384|| -1043033|| 5716564
 
|-
 
|30|| Kubin Petr|| REYK|| 27|| 15||  56|| 47|| 2587384|| -1043033|| 5716564
 
|-
 
|31|| Kuchtova Lenka|| REYK|| 4|| 17||  12|| 38|| 2587384|| -1043033|| 5716564
 
|-
 
|32|| Ledr Petr|| REYK|| 8|| 11||  22|| 10|| 2587384|| -1043033|| 5716564
 
|-
 
|33|| Liznerova Kristyna|| REYK|| 12|| 7||  15|| 1|| 2587384|| -1043033|| 5716564
 
|-
 
|34|| Mimrova Lenka|| REYK|| 10|| 11||  12|| 13|| 2587384|| -1043033|| 5716564
 
|-
 
|35|| Pelouchova Lucie|| REYK|| 20|| 17|| 22|| 27|| 2587384|| -1043033|| 5716564
 
|-
 
|36|| Picka Ondrej|| REYK|| 24|| 13|| 12|| 38|| 2587384|| -1043033|| 5716564
 
|-
 
|37|| Placatka Petr|| REYK|| 28|| 8|| 38|| 39|| 2587384|| -1043033|| 5716564
 
|-
 
|38|| Pleskac Ivan|| REYK|| 1|| 17|| 18|| 58|| 2587384|| -1043033|| 5716564
 
|-
 
|39|| Popelkova Lucie|| REYK|| 5|| 13|| 12|| 35|| 2587384|| -1043033|| 5716564
 
|-
 
|40|| Prochazka Lubomir|| REYK|| 9|| 12|| 1|| 33|| 2587384|| -1043033|| 5716564
 
|-
 
|41|| Prosr Tomas|| REYK|| 13|| 2|| 17|| 5|| 2587384|| -1043033|| 5716564
 
|-
 
|42|| Prikryl Milan|| REYK|| 17|| 17|| 45|| 24|| 2587384|| -1043033|| 5716564
 
|-
 
|43|| Rajdlova Marie|| WROC|| 21|| 7|| 12|| 28|| 3835751|| 1177249|| 4941605
 
|-
 
|44|| Rakocyova Eliska|| WROC|| 25|| 13|| 28|| 12|| 3835751|| 1177249|| 4941605
 
|-
 
|45|| Ruckerova Jana|| WROC|| 29|| 17|| 51|| 12|| 3835751|| 1177249|| 4941605
 
|-
 
|46|| Setnicka Martin|| WROC|| 2|| 11|| 58|| 32|| 3835751|| 1177249|| 4941605
 
|-
 
|47|| Skalicky Jaroslav|| WROC|| 6|| 1|| 12|| 51|| 3835751|| 1177249|| 4941605
 
|-
 
|48|| Stelsovsky Pavel|| WROC|| 10|| 8|| 35|| 21|| 3835751|| 1177249|| 4941605
 
|-
 
|49|| Sarovec Joel|| WROC|| 14|| 13|| 24|| 17|| 3835751|| 1177249|| 4941605
 
|-
 
|50|| Satava Michal|| WROC|| 18|| 12|| 52|| 10|| 3835751|| 1177249|| 4941605
 
|-
 
|51|| Sprinc Rostislav|| WROC|| 22|| 5|| 17|| 12|| 3835751|| 1177249|| 4941605
 
|-
 
|52|| Stokr Jan|| WROC|| 26|| 3|| 12|| 1|| 3835751|| 1177249|| 4941605
 
|-
 
|53|| Svec Zdenek|| WROC|| 30|| 9|| 15|| 11|| 3835751|| 1177249|| 4941605
 
|-
 
|54|| Tehle Miroslav|| WROC|| 3|| 12|| 45|| 32|| 3835751|| 1177249|| 4941605
 
|-
 
|55|| Tomanova Jitka|| WROC|| 7|| 15|| 31|| 20|| 3835751|| 1177249|| 4941605
 
|-
 
|56|| Vejvoda Petr|| WROC|| 11|| 14|| 41|| 12|| 3835751|| 1177249|| 4941605
 
|-
 
|57|| Vit Petr|| WROC|| 15|| 4|| 24|| 12|| 3835751|| 1177249|| 4941605
 
|-
 
|58|| Zamrzla Tomas|| WROC|| 19|| 15|| 10|| 1|| 3835751|| 1177249|| 4941605
 
|-
 
|59|| Zavrelova Alena|| WROC|| 23|| 12|| 17|| 45|| 3835751|| 1177249|| 4941605
 
|-
 
|60|| Zizkova Michaela|| WROC|| 27|| 7|| 52|| 12|| 3835751|| 1177249|| 4941605
 
|-
 
|61|| Zlabek Jakub|| WROC|| 4|| 11|| 24|| 35|| 3835751|| 1177249|| 4941605
 
|-
 
|62|| || WROC|| 8|| 17|| 17|| 57|| 3835751|| 1177249|| 4941605
 
|-
 
|63|| || WROC|| 12|| 15|| 51|| 27|| 3835751|| 1177249|| 4941605
 
 
|}
 
|}
  
[http://gama.fsv.cvut.cz/wiki/index.php/Vy%C5%A1%C5%A1%C3%AD_geod%C3%A9zie_1 Vyšší geodézie 1]
+
 
 +
[[152VYG1|Vyšší geodézie 1]]
 
{{Teoretická geodézie}}
 
{{Teoretická geodézie}}

Aktuální verze z 10. 11. 2013, 07:27

Název úlohy

Výpočet drah GPS družic

Zadání úlohy

Zadán je čas , poloha pozorovatele totožná s vybranou stanicí sítě CZEPOS a nakonec družice systému GPS definovaná PRN kódem. Na základě navigačních údajů (vysílaných efemerid) najbližších času proveďte:

  1. vypočtěte souřadnice družice v systému WGS-84
  2. nakreslete graf průběhu elevačního úhlu družice vzhledem k pozorovateli v průběhu celého dne,
  3. nakreslete obrázek pohybu družice po nebeské sféře vzhledem k pozorovateli v průběhu celého dne,
  4. pro daný den a polohu pozorovatele určete okamžiky všech západů a východů družice,
  5. nakreslete graf průběhu radiální rychlosti družice-pozorovatel v průběhu celehé dne (pouze je-li družice nad obzorem).

Další poznámky

  • Použijte navigační údaje ze souboru
 ftp://cddis.gsfc.nasa.gov/gps/data/daily/2013/DDD/13n/brdcDDD0.13n.Z

kde znaky 'DDD' jsou nahrazeny pořadových čislem dne v roce (tzv. DOY = Day of Year, hodnotu naleznete například pomocí GNSS kalendáře).

  • Jsou-li soubory komprimovány pomocí některého z UNIXových komprimačních programů (poznáte podle přípony .Z nebo .gz), pro dekomprimaci můžete použít program gzip pro příkazovou řádku. Použití:
gzip.exe -d <nazev_komprimovaneho_souboru>

Úplnou dokumentaci k programu naleznete zde.

Numerické zadání úlohy

  • Pořadové číslo dne DOY = 200 + číslo studenta, rok 2013, čas mají všichni studenti shodný = 11:30:30 (daného dne).
  • Číslo družice je totožné s číslem zadání.
  • Poloha pozorovatele odpovídá stanici CZEPOS podle následující tabulky, kde je zbytek po dělení

čísla studenta hodnotou 10

Stanice CZEPOS
0 CKVA
1 CPRA
2 CLIB
3 CKVA
4 CHOD
5 CPRG
6 CFRM
7 CDOM
8 CSVI
9 CDAC


Vyšší geodézie 1