Định vị và dẫn đường điện tử đại học mở hà nội

Nội dung • Khái quát chung định vị dẫn đường điện tử – Một số khái niệm – Hệ trục tọa độ tương đối, trục tọa độ tuyệt đối – Các tham số xác định vị trí • Hệ thống Radar : Radio Detection and Ranging – Khái niệm, phân loại, phương trình Radar, diện tích phản xạ hiệu dụng RCS, cấu trúc hệ thống, nguyên tắc làm việc • Hệ thống GNSS: Global Navigation Satellite Systems – Cấu trúc hệ thống – Nguyên tắc định vị vệ tinh – Tín hiệu vệ tinh tin dẫn đường CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Tài liệu tham khảo • Phạm Văn Tuân , Giáo trình Cơ sở kỹ thuật định vị dẫn đường điện tử, 1997 • Simon Kingslay & Shaun Quegan , Understanding Radar Systems, 2003 • Prog AKSen Dr A.B.Bhattcharya, Radar system and Radio Aids to Navigation • H.Urkowitz , Modern Radar • Ramjee Prasad, Marina Ruggieri, Applied Satellite Navigation Using GPS, GALILEO, and Augmentation Systems, 2005 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Khái quát chung định vị dẫn đường điện tử CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ξ Khái niệm ứng dụng CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Khái niệm • Định vị - Positioning: → xác định vị trí hay tọa độ đối tượng (object) hay mục tiêu (target) gắn với hệ tọa độ xác định - Mặt phẳng: mặt đất, mặt biển → chiều ( D - Dimension) - Không gian → chiều ( D - Dimension) • Dẫn đường - Navigation: → hướng dẫn, điều khiển đối tượng (phương tiện) chuyển động theo quỹ đạo xác định CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Khái niệm • Định vị dẫn đường điện tử → hệ thống định vị dẫn đường sử dụng thiết bị điện tử – Định vị dẫn đường vô tuyến - Radio Positioning and Navigation → sóng điện từ • Hệ thống mặt đất: → Các thiết bị bố trí mặt đất: Hệ thống Radar • Hệ thống vệ tinh: → Các thiết bị bố trí khơng gian: Hệ thống GPS CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Mối quan hệ Đo lường (M) Định vị (P) Giám sát (S) Dẫn đường (N) M: Measurement P: Positioning S: Surveillance N: Navigation CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ứng dụng • Giao thông: – Hàng hải (mặt biển), đường bộ, đường sắt → D – Hàng không → D • • • • • Đồ , địa thám Khí tượng thủy văn Y học (siêu âm - định vị) Viễn thông Quân CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Điện tử hàng khơng • ATM: Air Traffic Management • CNS: – Communication – Navigation – Surveillance CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Tài nguyên không gian • Khơng phận = (diện tích lãnh thổ + diện tích lãnh hải) x 30km CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Cách xác định dlong • Hai điểm F T thuộc bán cầu phải (kinh độ Đông – E) bán cầu trái (kinh độ Tây – W) dlong = abs (longF (longF - LongT LongT)) - Nếu T nằm bên phải so với F -> E - Nếu T nằm bên trái so với F -> W • Điểm F thuộc bán cầu phải (kinh độ Đông – E) điểm T thuộc bán cầu trái (kinh độ Tây – W) ngược lại dlong = longF + LongT - Nếu T nằm bên phải so với F -> E - Nếu T nằm bên trái so với F -> W * Nếu dlong > 1800 -> dlong = 360 – dlong hướng dlong chuyển từ E->W W ->E CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ví dụ • Xác định độ lệch kinh độ F T trường hợp sau: a LongF = 130 00 W , LongT = 150 00 E b LongF = 140 W , LongT = 130 W c LongF = 140 W , LongT = 150 E CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Khoảng cách F T đường tròn lớn đường tròn lớn T F(450 N, 1400 E) F(450 N, 1400 E) F T(650 N, 1100 W) T(650 N, 1100 W) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ví dụ Xác định khoảng cách hai sân bay Nashville International Airport (BNA) in Nashville, TN, USA: N 36°7.2', W 86°40.2' Los Angeles International Airport (LAX) in Los Angeles, CA, USA: N 33°56.4', W 118°24.0' Chuyển đổi kinh độ, vĩ độ từ dạng DMS -> radians (Sign × (Deg + (Min + Sec / 60) / 60)) * (× pi / 180) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Xác định khoảng cách đường tròn lớn New York Moscow Moscow 55’45”N 37’36”E New York 40’45”N 73’59”W D=? CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Xác định khoảng cách đường tròn lớn Tokyo Alanta D=? Atlanta (32° 53' 49" N ; 97° 02' 17" W) Tokyo (35° 45' 53" N ; 140° 23' 11" E) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ví dụ Giả sử bão , có tâm bão xuất vị trí F(110N, 1120E) Hãy xác định thời gian để tâm bão di chuyển đến vị trí T(10030’ N, 1100E) biết vận tốc di chuyển tâm bão 15 km/h CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 120 N F 100 N T 1100 E CuuDuongThanCong.com 1120 E https://fb.com/tailieudientucntt cos(D) = sin(latF)·sin(latT) + cos(latF)·cos(latT)·cos(dlong) Cos(FT) = sin(10,50*pi/180)sin(10,50*pi/180) + cos(110*pi/180)cos(10,50*pi/180)cos(20*pi/180)= → Cos(FT) = 0,99937 → FT = arccos(0,99937)*180/pi ≈ 2,0330 ≈ 2,0275 * 60’ ≈ 121,65’ ≈ 121,65 * 1,852 ≈ 225,2958 km 1‘ = nm (nautical mile) ; nm = 852 m Thời gian dịch chuyển tâm bão từ F đến T là: ≈ 234,5 km / 15 (km/h) ≈ 15,02 (giờ) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chuẩn số liệu tọa độ địa lý WGS 84 WGS Z a O b WGS84 ellipsoid Y X bán trục a = 6378137,0 m bán trục phụ b = 6356752,3142 m Hệ số dẹt f : f= CuuDuongThanCong.com a-b a = 1/298.257223563 https://fb.com/tailieudientucntt Cực bắc Bán trục phụ b = 356 752,3142 m Bán trục a xích đạo = 378 137,0 m Hệ số dẹt f= (a-b)/a = 1/298,257223563 Hệ tọa độ đo đạc theo chuẩn số liệu WGS84 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Hệ tọa độ ECEF Z ECEF: Earth Center Earth Fix M (xm, ym,zm) Tâm trái đất X O Y CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chuyển đổi hệ tọa độ địa lý sang hệ tọa độ ECEF CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chuyển đổi hệ tọa độ ECEF sang hệ tọa độ địa lý CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt