Дипломная работа

1. Дипломная работа Ошибки позиционирования GPS – приёмников в условиях полярных геомагнитных возмущений. студента V курса Маклакова Владимира Николаевича. Руководитель дипломной работы: Черноус Сергей Александрович Апатиты 2009 г.

2. Цели и задачи • Экспериментальные исследования ошибок позиционирования GPS систем. • Проведение эксперимента по непрерывной регистрации GPS – сигнала. • Обработка и анализ полученных данных совместно с синхронными экспериментами , проводимыми в Мурманске. • Анализ влияния источников ошибок и влияние геофизических факторов на точность определения координат приёмника GPS. • Объём работы • Проведение технического эксперимента по регистрации GPS сигнала в Апатитах. • Цифровая обработка данных, экспериментов вАпатитах и Мурманске, разработка программного обеспечения для автоматической обработки данных, получаемых с GPS – приёмника. • Анализполученных данных на предмет выявления стационарных ошибок и откликов на геомагнитные возмущения. • Обсуждение полученных результатов и написание дипломной работы.

3. Личный вклад автора • Подготовка и установка оборудования необходимого для проведения эксперимента. • Проведение эксперимента по непрерывной регистрации вариаций GPS – сигнала в Апатитах с декабря 2008г., по апрель 2009г.(2300 часов) • Разработка специализированного программного обеспечения и анализ данных полученных в экспериментах в Апатитах и Мурманске. • Подготовка и представления доклада на 32-ой ежегодной конференции – «Физика авроральных явлений».

4. Рис.1 Прохождение GPS сигнала через D и F области ионосферы. Рис.2 Космический сегмент GPS системы.

5. Рис.3Cуточные зависимости погрешности позиционирования во время двух магнитных бурь 29-31 октября 2003 года.

6. Рис.4 Цифровая обработка данных экспериментас помощью программыVisualGPSXP

7. Рис.5 Сеть магнитометрови камер всего неба Баренцрегиона IMAGE

8. Условные обозначения: «-» - эксперимент не проводился «+» - эксперимент с полным обзором небосвода «+(*)» - эксперимент с ограниченным обзором небосвода Табл. 1 Перечень проведённых экспериментов

9. Рис.6 Метод определения факторов, позволяющих выделить влияние внешних возмущений и стационарных локальных условий на сигнал GPS.

10. Рис.7 Результаты эксперимента в Мурманске 25 марта 2007 года

11. Рис.8 Результаты эксперимента в Мурманске 25 марта 2007 года

12. Рис.9 Результаты эксперимента в Апатитах 23 декабря 2008 года

13. Рис.10 Результаты эксперимента в Апатитах 28 марта 2009 года

14. Выводы • Определены факторы(уход спутников за горизонт, влияние стационарных объектов), позволяющие выделить влияние внешних возмущений и стационарных локальных условий на сигнал GPS. • Существует зависимость амплитуды отклонений GPS – сигнала от вариаций геомагнитного поля при характерных для авроральной зоны возмущениях(до 500нТ) • Предполагаемым физическим механизмом обнаруженных зависимостей могут являться изменения ПЭС в ионосфере на пути прохода GPS – сигнала. • Выявлен случай дезинтеграции системысвязанный с развитием геомагнитных возмущений. Высказывается предположение о возможной реализации физического механизма, влияющего на GPS – сигнал, отличного от влияния вариаций полного электронного содержания на трассе сигнала.

15. Практические рекомендации • Полученные в настоящей работе данные могут быть использованы для проведения более корректных экспериментов по анализу ошибок позиционирования, при это необходимо: • В каждом исследуемом случае проверять параметр сигнал/шум и PDOP не связаны ли они со статическими препятствиями для сигнала при движении ИСЗ по орбите. • Наблюдать за орбитальными изменениями положения ИСЗ(уход спутников за горизонт). • Проверять вариаций отклонений на сходство в одни и теже промежутки времени в близлежащие сутки. • Сравнивать изменение параметров сигнал/шум и PDOP, а также орбитальные положения ИСЗ в одни и теже промежутки времени в близлежащие дни эксперимента. • Выбирать позицию наблюдений, таким образом, чтобы максимально исключить влияние стационарных объектов на сигналы ИСЗ, либо устанавливать GPS приёмники с одновременным наблюдением в нескольких пунктах.

16. Автор выражает благодарность за руководство работой и проведение практики, связанной с освоением приемной аппаратуры и специализированного программного обеспечения доценту ПетрГУ Черноусу С.А и зав.кафедрой МГТУ Калитенкову Н.В., а также за предоставленное оборудование для проведения эксперимента доценту Федоренко Ю.В..

17. Спасибо за внимание!