152VYG1 Vyšší geodézie 1 - úloha 2: Porovnání verzí

Aktuální verze z 10. 11. 2013, 06:27

Název úlohy

Výpočet drah GPS družic

Zadání úlohy

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

vypočtěte souřadnice družice v systému WGS-84
nakreslete graf průběhu elevačního úhlu družice vzhledem k pozorovateli $P$ v průběhu celého dne,
nakreslete obrázek pohybu družice po nebeské sféře vzhledem k pozorovateli $P$ v průběhu celého dne,
pro daný den a polohu pozorovatele určete okamžiky všech západů a východů družice,
nakreslete graf průběhu radiální rychlosti družice-pozorovatel $P$ 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.

Další podklady

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 $r$ je zbytek po dělení

čísla studenta hodnotou 10

$r$	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

@@ Řádek 6: / Řádek 6: @@
 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 celehé dne,
+# nakreslete graf průběhu elevačního úhlu družice vzhledem k pozorovateli <math>P</math> v průběhu celého dne,
-# nakreslete obrázek pohybu družice po nebezské sféře vzhledem k pozorovateli <math>P</math> v průběhu celehé 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).
@@ Řádek 22: / Řádek 22: @@
 Úplnou dokumentaci k programu naleznete [http://www.math.utah.edu/docs/info/gzip_toc.html zde].
+* Další podklady
+**[ftp://athena.fsv.cvut.cz/VG/VYG1/texty/poznamky_druzice.pdf poznamky_druzice.pdf]
-#
+**[ftp://athena.fsv.cvut.cz/VG/VYG1/texty/rinex300.pdf rinex300.pdf]
-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://athena.fsv.cvut.cz/VG/VYG1/texty/Transformace_souradnic.pdf transformace.pdf]
-Kontrolně vypočtěte délku družice-stanice v obou souřadnicových systémech.
+**[http://www.navcen.uscg.gov/pubs/gps/icd200/ICD200Cw1234.pdf Původní ICD (Interface Control Document) pro GPS, výpočet polohy družice: strany 97--100]
-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.
--->
-<!--
-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>.
-Podrobný popis formátu RINEX naleznete v dokumentu:
-*[ftp://athena.fsv.cvut.cz/VG/VYG1/texty/rinex300.pdf rinex300.pdf]
-*[ftp://athena.fsv.cvut.cz/VG/VYG1/texty/gps_zerocode.pdf gps_zerocode.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'''] -->
 == Numerické zadání úlohy ==
-* Pořadové číslo dne DOY = 200 + číslo studenta, čas mají všichni studenti shodný = 11:30:30 (daného dne).
+* 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 <math>r</math> je zbytek po dělení
 čísla studenta hodnotou 10
@@ Řádek 73: / Řádek 46: @@
 | 3   || CKVA
 |-
-| 4   || CKVA
+| 4   || CHOD
+|-
+| 5   || CPRG
+|-
+| 6   || CFRM
+|-
+| 7   || CDOM
+|-
+| 8   || CSVI
+|-
+| 9   || CDAC
 |}