152VYG1 Vyšší geodézie 1 - úloha 2: Porovnání verzí

Z GeoWikiCZ
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání
 
(Není zobrazeno 20 mezilehlých verzí od 2 dalších uživatelů.)
Řádek 1: Řádek 1:
==Termín odevzdání==
 
1.11. 2012
 
  
 
==Název úlohy==
 
==Název úlohy==
GPS - výpočet drah družic
+
Výpočet drah GPS družic
 +
 
 
==Zadání úlohy==
 
==Zadání úlohy==
K dispozici máte soubor vysílaných efemerid ve formátu RINEX (tzv. navigační zprávu, označeni koncovkou 'n') pro stanici sítě EUREF EPN vytvořený dne 17.9.2009 a kartézské souřadnice stanice v systému WGS84.
+
Zadán je čas <math>t</math>, poloha pozorovatele <math>P</math> totožná s vybranou stanicí sítě CZEPOS a nakonec družice systému GPS definovaná PRN kódem. Na základě navigačních údajů (vysílaných efemerid) najbližších času <math>t</math> proveďte:
 +
# vypočtěte souřadnice družice v systému WGS-84
 +
# nakreslete graf průběhu elevačního úhlu družice vzhledem k pozorovateli <math>P</math> v průběhu celého dne,
 +
# nakreslete obrázek pohybu družice po nebeské sféře vzhledem k pozorovateli <math>P</math> v průběhu celého dne,
 +
# pro daný den a polohu pozorovatele určete okamžiky všech západů a východů družice,
 +
# nakreslete graf průběhu radiální rychlosti družice-pozorovatel <math>P</math> v průběhu celehé dne (pouze je-li družice nad obzorem).
 +
 
 +
==Další poznámky==
 +
* Použijte navigační údaje ze souboru
  
Pro družici danou PRN kódem spočítejte pomocí vysílaných efemerid její polohu v čase <math>t_1</math> dne 17.9.2009 (den 260). Souřadnice družice určete v systému WGS84, ve kterém jsou zadány i dráhové elementy. Pro výpočet Keplerových elementů v čase <math>t_1</math> použijte vysílané efemeridy v epoše nejbližší nižší zadanému času.  Dále proveďte transformaci souřadnic družice do topocentrického pravotočivého systému (N W U). Jako zeměpisné souřadnice pozorovatele použijte zadané souřadnice stanice.
+
  ftp://cddis.gsfc.nasa.gov/gps/data/daily/2013/DDD/13n/brdcDDD0.13n.Z
Kontrolně vypočtěte délku družice-stanice v obou souřadnicových systémech.
 
Pro výpočet Keplerových elementů v čase <math>t_1</math> použijte vysílané efemeridy v epoše nejbližší nižší zadanému času.
 
Výsledkem tedy bude:
 
* Keplerovy elementy v čase <math>t_1</math>
 
* Souřadnice družice v systému WGS84
 
* Souřadnice družice v topocentrickém systému (N W U)
 
* Délka stanice-družice vypočtená v obou souřadnicových systémech
 
<!--
 
Pro družici danou PRN kódem spočítejte pomocí vysílaných efemerid její polohu v čase <math>t_1</math> a <math>t_2</math> dne 17.9.2009 (den 260). Souřadnice družice určete v systému WGS84, ve kterém jsou zadány i dráhové elementy.
 
Pro výpočet Keplerových elementů v čase <math>t_1</math> použijte vysílané efemeridy v epoše nejbližší nižší zadanému času.
 
Pro výpočet v čase <math>t_2</math> využijte efemeridy totožné jako pro čas <math>t_1</math> a též nejbližší nižší času <math>t_2</math>. Vypočtené hodnoty pro čas <math>t_2</math> porovnejte a odůvodněte rozdíly.
 
  
Čas <math>t_2</math> počítejte jako čas <math>t_1</math> + 6 hodin. Pokud v daném navigačním souboru nebudou pro zadanou družici efemeridy (případně při brzkém čase v navigačním souboru pro předcházející den), což se omylem mohlo stát, napište prosím vyučujícímu o nové zadání.
+
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> rad.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.pdf]
+
**[http://www.navcen.uscg.gov/pubs/gps/icd200/ICD200Cw1234.pdf Původní ICD (Interface Control Document) pro GPS, výpočet polohy družice: strany 97--100]
<!--*[ftp://athena.fsv.cvut.cz/VG/VYG1/texty/Transformace_souradnic.pdf '''Transformace mezi kartézskými a geodetickými souřadnicemi na elipsoidu'''] -->
 
  
 
== Numerické zadání úlohy ==
 
== Numerické zadání úlohy ==
 
+
* Pořadové číslo dne DOY = 200 + číslo studenta, rok 2013, čas mají všichni studenti shodný = 11:30:30 (daného dne).
{| class = "border"
+
* Číslo družice je totožné s číslem zadání.
!rowspan="2" valign="top"| číslo zadání
+
* Poloha pozorovatele odpovídá stanici CZEPOS podle následující tabulky, kde <math>r</math> je zbytek po dělení
!rowspan="2" valign="top"|  student(ka)  
+
čísla studenta hodnotou 10
!rowspan="2" valign="top"|  stanice EPN
+
!rowspan="2" valign="top"| PRN
+
{| class="wikitable"
!colspan="3"| čas <math>t_1</math>  
 
!colspan="3"| souřadnice stanice
 
 
|-
 
|-
!halign=right|hod!!min!!sec!!X!!Y!!Z
+
! <math>r</math> !! Stanice CZEPOS
 
|-
 
|-
|1|| Bambulová Iva || GOPE|| 4|| 8|| 27|| 27|| 3979316|| 1050312|| 4857067
+
| || CKVA
 
|-
 
|-
|2|| Beníšek Josef || GOPE|| 8|| 12||   47|| 13|| 3979316|| 1050312|| 4857067
+
| 1   || CPRA
 
|-
 
|-
|3|| Daněk Jan || GOPE|| 12|| 16||   12|| 45|| 3979316|| 1050312|| 4857067
+
| 2   || CLIB
 
|-
 
|-
|4|| Dobrovolný Pavel || GOPE|| 16|| 15|| 6|| 10|| 3979316|| 1050312|| 4857067
+
| || CKVA
 
|-
 
|-
|5|| Glöckner Michal || GOPE|| 20|| 2|| 2|| 52|| 3979316|| 1050312|| 4857067
+
| || CHOD
 
|-
 
|-
|6|| Hatyinová Klára || LAMA|| 3|| 16||   13|| 10|| 3524525|| 1329693|| 5129850
+
| 5   || CPRG
 
|-
 
|-
|7|| Horník Darek || GOPE|| 28|| 12||   47|| 15|| 3979316|| 1050312|| 4857067
+
| 6   || CFRM
 
|-
 
|-
|8|| Hyndráková Markéta || LAMA|| 28|| 17||   17|| 19|| 3524525|| 1329693|| 5129850
+
| 7   || CDOM
 
|-
 
|-
|9|| Janoušková Romana || GOPE|| 5|| 15||  42|| 57|| 3979316|| 1050312|| 4857067
+
| 8  || CSVI
|-
 
|10|| Kozák Jakub || GOPE|| 9|| 13||  48|| 23|| 3979316|| 1050312|| 4857067
 
|-
 
|11|| Král Jan || GOPE|| 13|| 5||  17|| 52|| 3979316|| 1050312|| 4857067
 
|-
 
|12|| Královič Jakub || GOPE|| 17|| 1||  19|| 58|| 3979316|| 1050312|| 4857067
 
|-
 
|13|| Krejčí Jiří || GOPE|| 21|| 9||  51|| 14|| 3979316|| 1050312|| 4857067
 
|-
 
|14|| Kujal Ondřej || GOPE|| 25|| 17||  24|| 35|| 3979316|| 1050312|| 4857067
 
|-
 
|15|| Kulík Tomáš || GOPE|| 29|| 13||  52|| 32|| 3979316|| 1050312|| 4857067
 
|-
 
|16|| Kysela Václav || GOPE|| 2|| 12||  24|| 19|| 3979316|| 1050312|| 4857067
 
|-
 
|17|| Morong Martin || GOPE|| 6|| 8||   41|| 26|| 3979316|| 1050312|| 4857067
 
|-
 
|18|| Myslivečková Veronika || GOPE|| 10|| 16||  37|| 6|| 3979316|| 1050312|| 4857067
 
|-
 
|19|| Nečekalová Petra || GOPE|| 14|| 16||  7|| 37|| 3979316|| 1050312|| 4857067
 
|-
 
|20|| Ott Miroslav || GOPE|| 18|| 2||  57|| 59|| 3979316|| 1050312|| 4857067
 
|-
 
|21|| Petřík Jan || GOPE|| 22|| 7||  52|| 32|| 3979316|| 1050312|| 4857067
 
|-
 
|22|| Pinter Ondřej || REYK|| 26|| 14||  41|| 38|| 2587384|| -1043033|| 5716564
 
|-
 
|23|| Pobořilová Iva || REYK|| 30|| 17||  47|| 59|| 2587384|| -1043033|| 5716564
 
|-
 
|24|| Podlaha Martin || REYK|| 3|| 16||  15|| 37|| 2587384|| -1043033|| 5716564
 
|-
 
|25|| Roub Jiří || REYK|| 7|| 15||  12|| 22|| 2587384|| -1043033|| 5716564
 
|-
 
|26|| Růžička Štěpán || REYK|| 11|| 8||  24|| 52|| 2587384|| -1043033|| 5716564
 
|-
 
|27|| Řezníková Ivana || REYK|| 15|| 12||  29|| 37|| 2587384|| -1043033|| 5716564
 
|-
 
|28|| Stýblová Veronika || REYK|| 19|| 13||  35|| 39|| 2587384|| -1043033|| 5716564
 
|-
 
|29|| Učňová Lucie || REYK|| 23|| 16||  36|| 45|| 2587384|| -1043033|| 5716564
 
|-
 
|30|| Valková Magda || REYK|| 27|| 15||  56|| 47|| 2587384|| -1043033|| 5716564
 
|-
 
|31|| Voráčková Alena || REYK|| 4|| 17||  12|| 38|| 2587384|| -1043033|| 5716564
 
|-
 
|32|| Ženíšková Zuzana || REYK|| 8|| 11||  22|| 10|| 2587384|| -1043033|| 5716564
 
 
|-
 
|-
 +
| 9  || CDAC
 +
|}
  
|}
 
  
 
[[152VYG1|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