Военная топография

1.

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ – МСХА имени К. А. Тимирязева
ВОЕННЫЙ УЧЕБНЫЙ ЦЕНТР
Тактическая и тактико-специальная
подготовка
Раздел 5
Военная топография
1

2.

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ – МСХА имени К. А. Тимирязева
ВОЕННЫЙ УЧЕБНЫЙ ЦЕНТР
Тема №17
Общие сведения об аппаратуре спутниковой
навигации

3.

Учебные вопросы:
1. Спутниковая система навигации
2. Спутниковые навигаторы – основные принципы
работы, возможности
3. Тактико-технические характеристики и порядок работы
с аппаратурой спутниковой навигации

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

При работе спутникового приёмника его часы
синхронизируются с системным временем, и при
дальнейшем приёме сигналов вычисляется задержка
между временем излучения, содержащимся 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.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

Спутниковые навигаторы
Назначение

18.

Чтобы узнать координаты, он (приемник)
отсылает через встроенную антенну,
специальный запрос в Глобальную Систему
Позиционирования (Global Position System)
или просто GPS), у которой на орбите нашей
планеты есть группировка спутников. Дальше он
получает ответ в зашифрованном виде, ответ с
координатами, ответ передается навигационной
программе, которая определяет место положения.
Для точности определения координат, и для корректной работы нужно как
минимум связь с 4 спутниками, если их меньше, то программа может
автоматически не заработать! Если на небе облака и тучи, то видимость
спутников категорически падает. Также они практически не видны в
зданиях, туннелях метро и других подземных частях.
Навигатору (приемнику) не нужно интернет соединение вообще.
Навигационные системы работают напрямую со спутниками, и сотовые
вышки им совершенно не нужны. Однако, если есть доступ в сеть –
ускоряет работу, а в некоторых случаях и точность показаний.

19.

Кодовые и фазовые измерения
Глобальные спутниковые системы работают в режимах кодовых и
фазовых измерений. При кодовых измерениях измеряют время
распространения кодово - модулированного сигнала от спутника до
приемника. При фазовых измерениях определяют сдвиг фазы
колебания несущей частоты за время распространения. Режим кодовых
измерений называют навигационным, а также абсолютными
определениями, а режим фазовых измерений – геодезическим, а также
относительными определениями. Такая терминология используется
потому, что кодовые измерения дают меньшую точность, приемлемую
при решении задач навигации, и при этом обеспечивают
непосредственное получение самих координат, т. е. абсолютных величин.
Фазовые же измерения дают высокую точность, пригодную для
геодезических целей, но при этом позволяют получить не сами
координаты, а разности одноименных координат двух или более точек, в
которых установлены одновременно работающие приемники.

20.

Виды GPS-навигаторов
• Портативные GPS-навигаторы
• Автомобильные GPS-навигаторы
• Радиостанции с GPS-навигатором

21.

Портативные GPS-навигаторы
Кроме собственно
навигационной функции
портативные GPS-навигаторы
могут быть снабжены цветными
векторными или 3D-картами,
функцией запоминания
маршрута, определения частоты
пульса , подсчета количества
кругов. Также для спортсменов
выпускаются GPS-навигаторы,
предоставляющие возможность
соревноваться с виртуальным
«соперником».
Портативные GPSнавигаторы предназначены
для использования в
процессе пешего
передвижения в городе или
на природе.

22.

В отличие от автомобильных навигаторов портативные устройства
имеют ряд определенных отличий.
Это:
- небольшой размер корпуса, благодаря чему устройство очень удобно
держать в руке;
- повышенная надежность, так как корпус выполнен с учетом
возможности неблагоприятных воздействий;
- чувствительная антенна;
- увеличение времени автономной работы;
- отсутствие голосового сопровождения.

23.

24.

25.

26.

Радиостанции с GPS-навигатором
Радиостанции с GPS-навигатором — мечта продвинутого
туриста или исследователя. Имея комплект таких
устройств, путешественники могут без опаски удаляться
друг от друга на любое расстояние..
Рации обеспечат не только голосовую связь,
но и обменяются данными о
местоположении удалившегося товарища.
Эти устройства могут быть снабжены чернобелым или цветным дисплеем различного
разрешения, иметь USB-кабель,
подключающийся к компьютеру для
загрузки новых карт, запоминать точки на
местности и маршруты передвижения

27.

28.

Навигационные программы
навигационные программы могут быть онлайновыми
и оффлайновыми. Первые, как правило,
платные, причем платить придется, как за
само приложение, так и за карты к нему.
Вторые чаще бесплатные, но либо не
работают, либо имеют крайне ограниченный
функционал без подключения
к интернету. Также надо учитывать, что
навигация это не столько приложение,
сколько карты, которые должны быть
качественными и постоянно обновляться.
Владельцам планшетов на Android сразу из коробки доступны карты
Google Maps. С их помощью можно довольно-таки неплохо
ориентироваться на местности. Они поддерживают также вид со
спутника. Google Maps могут прокладывать маршруты, однако на
практике правильно они работают только в США и части стран Европы.

29.

Навигационные программы (продолжение)
- Navitel поддерживает 64 страны мира, в том числе все бывшего СССР и
сопредельные государства, также поддерживает двухмерный и трехмерный
режим навигации, поддерживаются пробки, вместе с картами поставляются POI,
есть список камер скорости, хорошая статистика движения (скорость, высота,
пройденное расстояние и т.д.).
- Яндекс.Навигатор - лучшая реализация, актуальной дорожной информации.
Навигатор автоматически может корректировать маршрут с учетом дорожной
ситуации, в том числе пробок, ремонта дороги. Также следит за платными
дорогами. Поддерживается история маршрутов, избранные пункты. Они всегда
сохраняются в облаке, поэтому доступ к ним можно получить и на других
устройствах.
- ПРОГОРОД - программа предлагает оперативную информацию о дорожной
ситуации,
есть
поддержка
трехмерного
режима,
автоматического
переключения в него на сложных участках дорог, голосовой ввод,
предупреждение о камерах скорости, поддержка жестов. Приложение
использует карты OpenStreetMap, что в общем-то хорошо, так как они
бесплатны. Также приложение неограничено географией. Однако скорость
обновления OpenStreetMap оставляет желать лучшего, равно как и их точность.

30.

Дисплей.
Именно на дисплей приходится основное
внимание, поэтому рекомендуется
приобретать модель с приемлемо большим
краном и высоким разрешением.
Размер дисплеев автомобильных навигаторов
может варьироваться от 2,7 до 7” при
поддержке разрешения от 320х240
(стандартное) до 800х480 пикселей
(широкоформатное).
Чипсет: в зависимости от модели
приемники GPS отличаются
временем запуска навигатора, устойчивостью сигнала и
точностью определения координат.
Процессор: Отвечает за скорость обработки информации и
общую работу устройства.
Память: Чем больше объем памяти, тем больше приложений
можно использовать одновременно.

31.

Портативные виды навигаторов
В эту группу входят компактные,
прочные и легкие устройства весом от
100 до 300 г, которые удобно держать в
руке. Приборы могут размещаться в
карманах, поясном чехле и т.д. Многие
имеют водонепроницаемое исполнение
по стандарту IЕС 529 со степенью
защиты IРХ7 и некоторые даже
плавают в воде (не тонут), например
приборы 72 и 76 серий. Это означает,
что прибор не боится сильного дождя и
выдержит случайное «купание».
В Вооруженных Силах РФ
наибольшее распространение
получили приборы «Грот»,
«Перунит» и «Бриз».

32.

Портативные навигаторы без цветного экрана и
поддержкой карт

33.

Портативные навигаторы с цветным экраном и
поддержкой карт:
А) Сенсорный (барометрический альтиметр
и электронный компас, неводостойкий): Oregon 550,
Грот-М.
• Oregon 550
Грот-М.

34.

Портативные навигаторы не
сенсорные
Б) Не сенсорный (барометрический
альтиметр и электронный компас,
водостойкий): GPSMAP 78s

35.

Характеристика некоторых портативных навигаторов
Малогабаритная навигационная аппаратура потребителя КНС
ГЛОНАСС/GPS 14Ц822 (“Грот-М”)
Назначение:
определения текущих координат, путевой скорости и курса движения
потребителя по сигналам космических навигационных систем (КНС) ГЛОНАСС и
GPS,
- решения сервисных задач
- вычисления дирекционного угла,
- запоминания отдельных точек и маршрутов движения,
- отображение местоположения на карте.
Состав аппаратуры:
- блок электронный со встроенной
навигационной антенной;
- внешняя навигационная антенна;
- зарядное устройство;
- блок питания;
- запасной блок аккумуляторов;
- автомобильное крепление;
- кабели.

36.

Характеристика:
• Диапазон частот принимающих каналов – L1 (1,6 ГГц).
• Тип используемых спутниковых сигналов – ГЛОНАСС (ПТ-код и ВТ- код)
и GPS ( С/А-код).
• Число независимых (параллельных) каналов приема – 32.
• Время первого определения при холодном/горячем старте не более, ( сек)
- не более 90/35;
• Частота обновления координат – 1 с.
• Системы координат ПЗ-90, WGS-84, СК-42, СК-95, Балтийская система
высот (др. по заказу).
Погрешности определений при работе по ГЛОНАСС
на стоянке (в движении):
• координат местоположения – 7 (10) м;
• составляющих вектора скорости – 0,05 (0,07) м/с.
• Реализуемые функции:
• выбор созвездия НКА ГЛОНАСС и/или GPS автоматически или по
заданию оператора;
• автоматический прием служебной информации, передаваемой с НКА;
• работа по НКА ГЛОНАСС и/или GPS.

37.

«Перунит» и ее модификации обеспечивает автоматическое определение
координат местоположения, составляющих вектора
скорости, текущего времени в заданной системе
координат, и решения сервисных задач по планированию и
контролю движения по заданному маршруту, включая
существенно важные для специальных целей
тревожные оповещения. Также обеспечивает
ручной ввод маршрутных точек и маршрутов
и ввод их через последовательный порт с
помощью специальной программы по подготовке
маршрутов. Кроме того, предоставляет
возможность быстрой фиксации текущего
положения пользователя с помощью специальной
клавиши. Реализовано решение более двух
десятков топографических специализированных
расчётных задач, в частности по поддержке
целеуказаний для артиллерии и определения
направления, расстояния и координат удаленных
объектов.
ПЕРУНИТ «А»

38.

Наименование
параметра
«Перун
ит-А»
«Перун
ит-Б»
«ПерунитВ»
Количество каналов приема
сигналов стандартной точности
ГЛОНАСС, GPS и сигналов систем
WAAS, EGNOS (с произвольным
распределением каналов между
системами)
18
18
36
30
45
15
22
10
15
60
60
60
250
Не
менее
20
250
Не
менее
16
250
Не менее
14
Предельные инструментальные
погрешности определения, не
более:
–координат местоположения:
- высоты:
Количество вводимых и
хранимых маршрутов
Количество вводимых и
хранимых маршрутных точек:
Время работы от аккумулятора

39.

Бриз-КМ-РВ позволяет:
- работать из укрытия (с размещением выносной антенны на удалении до 5
м.);
-выбирать предпочтительный формат отображения данных навигационных
определений;
- работать с маршрутами (ввод и хранение координат до 500 маршрутных
точек в текущей системе координат, ввод до 200 маршрутов или
фарватеров по 20 точек с возможностью дальнейшей работы с ними);
- вычислять дирекционные углы ориентированного направления;
-решать комплекс задач по подготовке стрельбы и управления огнем.
- определение топографических данных до цели (для 4 батарей и
4 КНП);
- расчет определения поправок на отклонения условий стрельбы
от табличных.
- пересчет геодезических координат объекта в прямоугольные
координаты СК-42 и обратно;
- вычисление сближения меридианов;
- переход от магнитного азимута к астрономическому,
дирекционному углу и обратно;
- определение превышения и высоты точки по наклонной дальности и углу
места;
- определение превышения и высоты точки по горизонтальной
дальности и углу места;
- и другие задачи.

40.

Автомобильные навигаторы
Стационарные автомобильные навигаторы серии StreetPilot 26ХХ, 27ХХ,
28ХХ, 72ХХ, 75ХХ и большое число устройств для морской навигации. К
последним относятся популярные приборы с картографией GPSmap
172С/178С/276С/292/298/376С/378/392/398/478/498, а также новейшие
модели серий GPSmap
ГЛОНАСС/GPS приёмник с Bluetooth интерфейсом
GLOSPACE SGK-BT
SGK-BT – высокопроизводительный бытовой ГЛОНАСС/GPS
приёмник с Bluetooth интерфейсом. В нём применён чувствительный
двухсистемный приёмник, позволяющий получать сигнал одновременно с
ГЛОНАСС и GPS спутников и уверенно определять позицию в самых
трудных условиях.
Точность определения координат у
такого приёмника выше, чем у
приёмника, оборудованного
только GPS-приёмником.

41.

42.

Технические характеристики:
- высокочувствительный ГЛОНАСС/GPS-приёмник со встроенной активной
ГЛОНАСС/GPS антенной;
- погрешность определения координат не более 3 метров;
- сообщения NMEA 0183 v3.01: GGA, GSA, GSV, RMC;
- порт mini USB с приёмопередатчиком виртуального COM порта для
передачи навигационных данных, полученных от GLONASS/GPS приёмника;
- беспроводная технология Bluetooth (Class 2-10 метров) для передачи
навигационных данных, полученных от GLONASS/GPS приёмника;
коммуникация с базовым Bluetooth устройством через Bluetooth Serial Prifile
(SPP);
- Li-Ion аккумулятор 1700 мАч (время непрерывной работы около 24 часов) с
зарядом от mini USB и автоматическим отключением;
- кнопка управления – включение/выключение и сброс соединения по
Bluetooth,
- один переключатель для блокировки кнопок;
- 4 светодиода, отображающие состояние питания, Bluetooth передатчика,
ГЛОНАСС/GPS приёмника и аккумулятора;

43.

Прибор мониторинга транспорта
Терминал ASC-6 Lite GLONASS/GPS
Предназначен для установки на транспортное средство как дополнительное
устройство, регистрирующие местоположение транспортного средства, его
скорость, направление движения.
Дополнительно регистрируется ряд других параметров ТС таких как:
состояния аналоговых входов, дискретных входов и показания датчиков.
Все события и состояния, зафиксированные терминалом, сохраняются в
энергонезависимой памяти.
Накопленные данные передаются через сеть оператора сотовой связи
стандарта GSM 900/1800 посредством технологии пакетной передачи
данных GPRS на выделенный сервер со статическим IP-адресом, с которого
могут быть получены через сеть Интернет для дальнейшего анализа и
обработки на пультах диспетчеров.

44.

45.

Основные характеристики терминала ASC-6 ГЛОНАСС/GPS:
• Чувствительность ГЛОНАСС/GPS приемника: -150dBm.
• Точность определения координат, 95% времени, не хуже: 5м.
• Стандарт связи: GSM 900/1800.
• Количество SIM карт: 1.
• Напряжение питания: +8..+33В нестабилизированного постоянного
тока.
• Количество сохраняемых записей о маршруте: 25000.
• Количество аналоговых/дискретных входов: до 2.
• Количество импульсных входов: 2.
• Интерфейс RS485.
• Температура эксплуатации: -40..+60°С
• Интерфейс связи с ПК: USB.