Методические указания к выполнению расчетно-графических работ

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОГЛАВЛЕНИЕ.. 3

ВВЕДЕНИЕ.. 4

Методические указания к выполнению расчетно-графических работ 6

о вычислениях с приближенными числами. 7

1................................... Теоретическое введение. движение искусственных спутников земли.. 9

1.1 Системы отсчета в космической съемке. 9

1.2 Невозмущенное движение искусственных спутников Земли. 13

1.3 Возмущенное движение ИСЗ. 19

1.4 Трасса космического летательного аппарата. 22

1.5 Выбор орбит для дистанционного зондирования. 23

2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ РГР. 26

Содержание работы.. 26

ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЙ.. 26

2.2. Построение орбитального эллипса вокруг сферической Земли. 31

2.3 Пересчет инерциальных декартовых координат в гринвичские и в криволинейные геодезические (широту, долготу, высоту) 32

2.4 Построение трассы спутника в координатах долгота-широта. 35

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ... 36

Варианты исходных данных к заданиям... 37

Литература.. 39

ВВЕДЕНИЕ

Дистанционным зондированием называют получение информации об объектах по данным измерений, сделанных на расстоянии от объекта, то есть без прямого контакта с ним.

В более узком смысле дистанционным зондированием Земли (ДЗЗ) принято называть совокупность методов исследований объектов на поверхности Земли, верхнего слоя земной коры, атмосферы, проводимых в процессе полёта аэро- и космических аппаратов. Это фотографическая и нефотографическая (например, сканерная или телевизионная) съемки поверхности Земли в различных спектральных диапазонах, радио- и светолокация и другие методы. Достоинствами этих методов являются их оперативность, глобальность, системность и большая информативность.

Спутниковая система навигации – комплексная электронно-техническая система, состоящая из совокупности наземного и космического оборудования, предназначенная для определения местоположения (географических координат и высоты) и времени, а также параметров движения (скорости и направления движения и т. д.) для наземных, водных и воздушных объектов.

Принцип работы спутниковых систем навигации основан на измерении расстояния от антенны на объекте, координаты которого необходимо получить, до спутников, положение которых известно с большой точностью. Таблица положений всех спутников называется альманахом, которым должен располагать любой спутниковый приёмник до начала измерений. Обычно приёмник сохраняет альманах в памяти со времени последнего выключения и если он не устарел — мгновенно использует его. Каждый спутник передаёт в своём сигнале весь альманах. Таким образом, зная расстояния до нескольких спутников системы, с помощью обычных геометрических построений, на основе альманаха, можно вычислить координаты объекта.

Метод измерения расстояния от спутника до антенны приёмника основан на определённости скорости распространения радиоволн. Для осуществления возможности измерения времени распространяемого радиосигнала каждый спутник навигационной системы излучает сигналы точного времени, используя точно синхронизированные с системным временем атомные часы. 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.

Кроме навигации, координаты, получаемые благодаря спутниковым системам, используются в следующих отраслях:

§ Геодезия: с помощью систем навигации определяются точные координаты точек

§ Картография: системы навигации используется в гражданской и военной картографии

§ Навигация: с применением систем навигации осуществляется как морская, так и дорожная навигация

§ Спутниковый мониторинг транспорта: с помощью систем навигации ведётся мониторинг за положением, скоростью автомобилей, контроль за их движением

§ Сотовая связь: первые мобильные телефоны с GPS появились в 90-х годах. В некоторых странах (например, США) это используется для оперативного определения местонахождения человека, звонящего 911.

§ Тектоника. Тектоника плит: с помощью систем навигации ведутся наблюдения движений и колебаний плит земной коры

§ Активный отдых: существуют различные игры, где применяются системы навигации, например, Геокэшинг и др.

§ Геотегинг: информация, например фотографии «привязываются» к координатам благодаря встроенным или внешним GPS-приёмникам

Методические указания к выполнению расчетно-графических работ

Расчетно-графические работы (РГР) – один из важных видов самостоятельной работы студентов. Их цель состоит в практическом усвоении полученной учебной информации в процессе самостоятельного решения задач и/или выполнения некоторых типовых расчётов по дисциплине физика, связанных со специальностью выпускника. Выполнение РГР предусматривает:

1) осознанное использование теоретических знаний по физике;

2) выполнение оценочных вычислений и вычислений с заданной степенью точности;

3) выполнение простых графических работ (построение графиков, выполнение эскизов и т.п.);

4) оформление выполненных заданий в соответствии с действующим ГОСТ.

РГР по физике выдаются каждому студенту индивидуально преподавателем, ведущим практические занятия и (или) читающим курс лекций. Этот же преподаватель осуществляет руководство по выполнению РГР, оказывает помощь в виде консультаций и принимает отчет по РГР.

Перед выполнением расчётно-графической работы следует внимательно изучить теоретический материал по данным методическим указаниям и приведенной литературе. Содержание материала (учебная программа курса) и контрольные вопросы для защиты РГР приводятся ниже.

Исходные данные находят в Приложении по индивидуальному заданию, которое содержится в таблице вариантов заданий на кафедре физики. Варианты заданий определяют по шифру (двум последним цифрам номера зачётной книжки). Числа в таблице означают номера вариантов в таблицах А1 и А2 исходных данных. Например, шифру 47 соответствует вариант 17/19. Это означает, что выписываются данные 17 варианта из таблицы А1 и 19 варианта из таблицы А2.

Отчет по РГР включает:

§ титульный лист (ТЛ);

§ содержание РГР;

§ основную часть, содержащую условия заданий,и их решения с объяснениями, вычисления;

§ графическую часть;

§ выводы (при необходимости обобщения последовательно изложенной информации в законченном виде).

Титульный лист (ТЛ) выполняют вручную или с использованием технических средств. Форма ТЛ должна соответствовать образцу, представленному на кафедре. ТЛ оформляют на формате А4, если и основной текст выполнен на том же формате. С разрешения преподавателя РГР может быть оформлена и в обычной тетради; в этом случае ТЛ размещают на формате А5 вдоль короткой стороны. Все надписи на ТЛ выполняют одним из чертежных шрифтов или шрифтами из базы данных компьютера.

Основная часть работы выполняется на листах белой бумаги стандартного размера А4 или на специальных бланках. Допускается использовать листы в клетку стандартного размера. Текст, рисунки должны располагаться на одной стороне листа. Размеры текста на формате А4 должны быть ограничены чистыми полями: слева 30 мм, справа 10 мм, сверху 15мм, снизу 20 мм.

Числовые значения физических величин и вычисления необходимо приводить с установленной степенью точности. Между числом и обозначением единицы измерения оставляю пробел.

Пояснение значений символов и числовых значений коэффициентов приводят непосредственно под формулой в той же последовательности, в какой они даны в формуле. Первую строку объяснения начинаю со слова "где" без двоеточия

Графическая частьсостоит из условия с заданными параметрами, расчетной таблицы, диаграмм и графиков. Параметры графика выбираются из соответствующей таблицы по варианту, указанному преподавателем. Графики следует выполнять в масштабе на миллиметровой бумаге (или на бумаге со специальными координатными сетками) и вклеивать и соответствующее место отчета.

ЗащитаPГР происходит в виде собеседования по выполненной и полностью оформленной работе. В ходе собеседования студент должен ответить на приведенные в методических указаниях контрольные вопросы, уметь объяснить постановку и метод решения заданий, смысл используемых физических величин и законов, правила вычисления приближенных значений рассчитываемых величин иих погрешностей, а также требования ГОСТ 2.105-95 к выполнению текстовой части отчетов, выполнению графиков, оформлению таблиц и других элементов РГР.