Спектральная плотность S(w) для непериодического сигнала. Прямое и обратное преобразование Фурье.

ОТВЕТ:

Ряд Фурье – спектр сигналов. . . . . . . . . При увеличении периода следования импульса Т спектр будет более плотным. Когда Т→∞, равные расстояния между спектральными линиями уменьшатся настолько, что спектр станет сплошным, а амплитуды отдельных составляющих окажутся бесконечно-малыми. При этом частота следования импульсов . . nw₁→w. . . - прямое преобразование Фурье. - обратное преобразование. S(jw) – спектральная плотность сплошного распределения амплитуд гармоничного непериодического сигнала вдоль оси частот. Спектральная плотность имеет размерность . Обратное преобразование Фурье позволяет по спектральной плотности сигнала определить его зависимость. e^-JWT=coswt-jsinwt. . . . A(w) – действительная составляющая спектральной плотности, B(w) – мнимая составляющая спектральной плотности. . . φ(w) – фазовая характеристика, |S(jw)| - спектр непериодического сигнала.

6.Дискретизациясигналов по времени. Теорема Котельникова.

ОТВЕТ:

Дискретизация непрерывных сигналов по времени. Эта схема предназначена для преобразования непрерывного по амплитуде и по времени сигнала в дискретный по времени и непрерывный по амплитуде выходной сигнал. В этой схеме ГИ предназначен для преобразования постоянного напряжения питания в импульсное напряжение заданной формы и частоты. ЭК – электрический ключ, управляется напряжением ГИ. Преобразование дискретных сигналов по времени и непрерывных по амплитуде в непрерывные по амплитуде и по времени сигналы. Интегральная цепь RC позволяет выполнять преобразования дискретных по времени и непрерывных по амплитуде в непрерывные по амплитуде и времени сигналы. Преобразование непрерывных сигналов в дискретные по амплитуде и времени сигналы (импульсно-кодовая модуляция). НВА – непрерывные по времени и амплитуде; ДАВ – дискретные по амплитуде и времени. Преобразование непрерывных сигналов в дискретные по амплитуде называется АЦП. 10→0123456789, 2→01. Дискретизация сигналов по амплитуде и времени позволяет передавать сигналы с помощью двоичного кода, обладающего высокой помехоустойчивостью и обеспечивающего высокое качество передачи информационных сигналов. . Теорема Котельникова определяет дискретизацию по времени. Теорема Котельникова предназначена для того, чтобы восстановить исходный непрерывный сигнал из дискретизированного с малыми искажениями. Теорема Котельникова: произвольный сигнал u(t) (w=2πf_В) может быть полностью восстановлен по последовательности своих отсчетных значений, следующих с интервалом времени.

СПУТНИКОВЫЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ СБОРА ИНФОРМАЦИИ

Применение глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) в геодезии. Преимущества и недостатки спутниковых технологий. Принципы функционирования спутниковых радио навигационных систем (СРНС). Три подсистемы СРНС. Спутниковые сигналы GPS. Типы спутниковой аппаратуры и ее выбор для выполнения инженерно-геодезических работ.

ОТВЕТ:

Преимущества спутниковых технологий: 1. Не требуется прямая видимость. 2. Возможно измерение расстояний длиной сотни километров с точностью несколько миллиметров. 3. Возможны круглосуточные межпогодные явления. 4. Требуется соответствующее программное обеспечение и грамотное его использование. 5. Предоставление трех пространственных координат (B, L,H), (X,Y,Z). Недостатки: невозможность получить непосредственно из измерений нормальные высоты с точностью геометрического нивелирования; трудность работы в залесенной местности. Проблемы: получение координат пунктов в местной системе, так как спутниковые технологии предоставляют координаты в общеземной системе координат, связанной с центром Масс земли, а потребителю нужно знать координаты в местной системе. Области применения спутниковых технологий: 1) развитие опорных геодезических сетей; 2) геодезические съемки разного назначения; 3) решение инженерных прикладных задач в геодезии; 4) распространение единой высокоточной шкалы времени; 5) сбор материала для ГИС; 6) кадастры в землеустройстве; 7) навигация (наземная, морская, воздушная); 8) диспетчерские службы. Направления развития спутниковых технологий: 1. Совершенствование работы самих систем и спутников. 2. Разработка теории методов GPS/ГЛОНАСС. 3. Появление специализированных служб. Спутниковые навигационные системы ГЛОНАСС и GPS: 1) Принцип действия (определение координат) – пространственная линейная засечка. Три сферы с радиусами ρ₁, ρ₂, ρ₃ (измеренные расстояния до ИСЗ) пересекаются в двух точках, но из двух решений выбирается одно – правдоподобное. 2) Измерение расстояния – в GPS и ГЛОНАСС реализован односторонний (беззапросный) метод измерения расстояния. Электромагнитный сигнал от спутника проходит в одном направлении. ρ=v∙τ, где v=c+Σ_{ПОПРАВОК} – скорость; τ – время прохождения электромагнитного сигнала от спутника к приемнику. Время можно измерить, если часы спутника и приемника точно синхронизированы. Синхронизация часов (автоматическая) – в лучшем случае до 10^-9 с, она даст погрешность расстояния 30 см. чтобы обеспечит миллиметровый уровень точности измерения ρ, поправка приемника ∆t – в качестве дополнительного неизвестного в системе уравнений связи координат. Вывод: При GPS-измерениях неизвестными являются три пространственных координаты и ∆t – поправка часов приемника. Чтобы определить 4 неизвестных, нужно отнаблюдать как минимум 4 спутника. 3) Структура GPS и ГЛОНАСС. И GPS, и ГЛОНАСС разделяются на 3 подсистемы: а) подсистема космических аппаратов (ПКА): «созвездие» спутников; б) подсистема контроля и управления (ПКУ): следящие станции, контрольная станция и загружающие станции; в) подсистема потребителя (ПП): разнообразные приемники и ПО. ПКА. Оборудование спутника: 1. Радиотехническая аппаратура – для передачи сигналов для измерения расстояний; передачи навигационного сообщения; приема информации от загружающих станций ПКУ; высокостабильный генератор частоты (атомные часы – водородные или цезиевые). 2. Солнечные батареи и аккумулятор. 3. Гироскопическая система ориентировки. 4. Мини - реактивные двигатели. Сигналы, посылаемые со спутника: 1) для измерения расстояний; 2) для передачи навигационного сообщения. Сигнал посылается в цифровой форме (0,1 и т.д.). Дальномерный код представляет собой псевдослучайную последовательность 0 и 1. Он формируется на спутниках и приемниках. ρ=τ∙с – расстояние, измеренное по задержке кодовой последовательности – псевдодальность; τ – сдвиг кодовой последовательности. Принцип измерения расстояния используется в кодовых приемниках. Для передачи кодовой последовательности от спутника к приемнику ее накладывают на несущую частоту. Измерение расстояний по сдвигу фазы несущей частоты выполняется в фазовых приемниках. Существует 2 класса измерений: 1. Кодовые (кодовые приемники); 2. Фазовые (фазовые приемники). Фазовая модуляция – наложение кодового сигнала на несущую частоту. Фазовая модуляция: в момент смены кода с 0 на 1 или наоборот фаза несущего сигнала изменяется на 180º. Кодовый метод – определение псевдодальности от спутника до спутникового приемника по времени прохождения этого пути кодовым сигналом. Фазовый метод – определение дальности от спутника до спутникового приемника по изменению на этом пути фазы несущей волны. Фазовым методом выполняются наиболее точные измерения. Кодовый метод используется для навигации и топографии невысокой точности: от нескольких десятков м до дцм. Псевдодальность – искаженная погрешностями дальность от объекта наблюдения до спутника, отличается от истинной дальности на величину, пропорциональную расхождению шкал времени на спутнике и в приемнике пользователя. Навигационное сообщение: 1) информация о состоянии спутника; 2) поправка часов; 3) бортовые эфемериды, позволяющие вычислить положение спутника в момент наблюдения; 4) альманах – приближенные сведения обо всех спутниках системы. Он нужен для планирования сеансов GPS-наблюдений; 5) прочее. ПКУ. GPS-технологии - орбитальный метод спутниковой геодезии. r=R+ρ, где r – геоцентрические координаты спутника (определяются); R – геоцентрические координаты станции наблюдения; ρ – измерения. Определение r – для прогноза орбит ИСЗ. На определенных станциях: R=r-ρ, где r – прогнозное положение спутника. ПКУ GPS: 1. 1 ведущая станция (Колорадо Спрингс, США) МО: сбор информации и обработка, принятие решений; 2. 5 станций слежения – по всему земному шару, автоматическое отслеживание ρ; 3. 3 загружающие станции – передача информации на борт спутников. Существуют сети слежения без функций управления. Одна из задач: уточнение эфемерид ИСЗ. ПП. 1) антенна; 2) приемник; 3) ПО; 4) прочее. Антенные устройства могут быть встроенные или внешние, двухчастотные (L1, L2) или одночастотные (L1). Для устранения влияния многопутности (многократно отраженный сигнал) используют антенны с металлическим экраном. Фазовый центр антенны – это воображаемая точка, от которой измеряется расстояние. Для исключения погрешности фазового центра антенны ориентируют в одном направлении. Следовательно, для ориентировки антенны указывается положение на север. Измерение высоты антенны – важная операция. Ошибка в высоте антенны практически не выявляется при пост-обработке. Измерение высоты дважды – до и после, в 2 системах измерениях (см и дюймах). Принудительное центрирование выполняется после измерения высоты антенны. Классификация приемных устройств. По способу слежения за сигналами: 1. Одноканальные (последовательного действия); 2. Многоканальные. По виду отлеживаемых спутников: 1) GPS; 2) GPS – ГЛОНАСС; 3) ГЛОНАСС. По видам принимаемых сигналов: 1. кодовые (С/А-код, Р-код); 2. фазовые; 3. кодово-фазовые. По количеству частот: 1) одночастотные (L1); 2) двухчастотные (L1, L2). Наблюдения на двух частотах позволяют исключить ошибку влияния ионосферы. Одночастотные дают хорошую точность только при работе в дифференциальном режиме, на коротких расстояниях (примерно 10 км). По назначению: 1. Навигационные. Точность в лучшем случае 10-15 м, обычно 50-100 м. дифференциальный метод используется при посадке самолетов. 2. Навигационно-топографические. Точность от 10 м до 10 см при расстояниях 50-500 км (дифференциальный режим). 3. Геодезические. Миллиметровая точность для 2 частот при расстояниях несколько тысяч км. Самые дорогие – фазовые двухчастотные. Для получения миллиметровой точности на длинных линиях используется высокоточный приемник, технология наблюдения, ПО и технология обработки, человек.

Абсолютный способ определения координат. Понятие псевдодальности и ее уравнение. Тропосферные и ионосферные задержки сигнала от спутников. Засечка по псевдодальностям. Точность абсолютного метода. Геометрические факторы DOP.

ОТВЕТ:

Абсолютный метод. Работает 1 станция – автономное определение координат из решения пространственной линейной засечки по 4 спутникам. Используется в навигации. Сопровождается большим количеством ошибок. Точность координат 5-10 м в лучшем случае, обычно 100-200 м. Навигационное решение по псевдодальности. Пусть t^S – время передачи кодовой последовательности со спутника (показания часов спутника). t_A – показания часов приемника в момент приема кодовой последовательности. r=(t_A-t^S) – задержка кодовой последовательности. ρ=c∙r – псевдодальность. Псевдодальность – дальность, вычисляемая по задержке кодовой последовательности. В показания часов приемника и спутника должна включаться поправка часов. t_AИСТ=t_A+∆t_A, t^S_ИСТ=t^S+∆t^S, где ∆t_A, ∆t^S – поправки часов приемника и спутника. Уравнение псевдодальности: ρ_A^S =(t_Аист-t_ИСТ^S)∙c-c∙(∆t_A-∆t^S)+I_A^S+T_A^S+d_A+d^S+d_A^S+v_ρ, где (t_Аист-t_ИСТ^S)∙c=r_A^S - геометрическая (истинная) дальность; I_A^S - ионосферная задержка; T_A^S - задержка сигнала в тропосфере; d_A, d^S - задержка в цепях аппаратуры; d_A^S - влияние многопутности; v_ρ - случайные погрешности измерений. Пусть - псевдодальность, исправленная поправка, в мм. (1). ∆t^S известна из навигационного сообщения. из основного уравнения спутниковой геодезии. В уравнении (1) 4 неизвестных. x_A, y_A, z_A – геоцентрические координаты пункта; ∆t_A – поправка часов приемника. Для решения нужно выражение для r_A^S привести к линейному виду. Пусть x_A⁰, y_A⁰, z_A⁰ – приближенные координаты пунктов; r_A^S0 – приближенная дальность. x_A=x_A⁰+∆x_A; y_A=y_A⁰+∆y_A; z_A=z_A⁰+∆z_A, где ∆x_A, ∆y_A, ∆z_A – поправки в приближенные координаты. Линейный вид (1): r_A^S=r_A^S0-(e_X∙∆x_A+e_Y∙∆y_A+e_Z∙∆z_A), где e_X, e_Y, e_Z – направляющие cos геоцентрического вектора пункта. , , . Для каждого пункта составляется система как минимум 4 уравнений (1) в линейном виде. Из решения получаются координаты пункта и поправка часов приемника. Геометрический фактор (DOP – понижение точности). Погрешность определения координат зависит от геометрии расположения спутников. =, где σ_X, σ_Y, σ_Z, σ(∆t) – СКП определения координат и поправки часов; σ_ρ – СКП измеренной псевдодальности, GDOP – коэффициент, показывающий, во сколько раз погрешность определения координат и времени превышает погрешность измерения. Чем больше GDOP, тем хуже. GDOP<4 – хорошо; GDOP 5-7 – удовлетворительно; GDOP>7 – плохо. Маска GDOP (DOP) – установка GPS-приемника – ограничения по геометрическому фактору. Варианты GDOP: 1) PDOP – снижение точности местоопределения. , σ_X, σ_Y, σ_Z – погрешность определения пространственных координат; σ_ρ – погрешность измерения расстояния до спутника. 2) TDOP – снижение точности определения времени. , σ(∆t_A), σ(∆t^S) – погрешности часов приемника и спутника. 3) HDOP. , σ_E, σ_N – погрешность определения плановых координат. 4) VDOP – снижение точности по высоте. , σ_Н – погрешность определения высоты. В геодезической практике считается допустимым значения PDOP – 8. PDOP<2-3 – отличное наблюдение, PDOP 5-7 – удовлетворительно.

Дифференциальный способ определения координат. Типы каналов передачи дифференциальных поправок. Способы дифференциальной коррекции. Система дифференциальной коррекции WAAS. Точность DGPS.

ОТВЕТ:

Дифференциальный режим GPS. Работают минимум 2 станции: 1 станция – базовая (координаты базовой станции известны) (В); вторая – мобильная (роверная) станция (несколько), координаты определяются одновременными наблюдениями (r). При обработке одновременных наблюдений существует возможность исключить системные ошибки. Пусть - измерения (с ошибками); R_B, R_R – точные (известные) координаты базовой станции. . Если расстояние небольшое, то ∆R_B=∆R_R: , R_R – исправленные координаты роверного приемника, полученные в системе координат базовой станции. Исправленные координаты роверного приемника – дифференциальная коррекция. Методы дифференциальной коррекции. 1. По времени коррекции: а) постобработка. Роверные файлы записываются в накопитель, а потом выполняется совместная обработка базового роверного файла; б) передача поправок в реальном времени; в) инверсный режим реального времени. Измерения с роверных приемников передаются на базовую станцию и там корректируются. Используется при отслеживании автотранспорта. 2. По тому, что корректируется: а) коррекция по навигационному параметру ρ. - измерения псевдодальности; R^S – геоцентрический вектор спутника; ρ_B^S – точное (вычисленное) значение псевдодальности. ρ_B^S=(R^S-R_B), R_B – точные координаты базовой станции. Для всех спутников над горизонтом рассчитываются точные псевдодальности. - поправка псевдодальности. Исправленная псевдодальность: . Недостатки: приходится высчитывать псевдодальности для всех спутников, нужно иметь информацию о положении спутников, следовательно, большой объем вычислений, следовательно, удорожание аппаратуры. б) дифференциальная коррекция координат. . Достоинства: проще, нагляднее. Недостатки: ограничение дальности действия, т.к. наблюдение одних и тех же спутников на базе и на ровере. Широкозонные DGPS. RTCM – радиотехническая комиссия по морской службе – разработали специальный формат передачи данных (дифференциальных поправок) в реальном времени. RTCM SC104. Сети постоянных действующих базовых станций DGPS делятся на: 1. Локальные – зона действия 50-200 км, точность 2-4,5 м, 1 базовая станция. 2. Региональные – зона действия 400-2000 км, точность 1-2 м, несколько базовых станций. 3. Широкозонные – зона действия ≈5000 км, точность 2,5-5 м, сеть базовых станций и центр управления информацией по спутникам, информация передается через спутники. Съемки с кодовыми приемниками дифференциальным методом: 1) требования к базовым станциям. Установки на базовой станции и на коверном приемнике: а) динамический ход (LAND, SEA, AIR, STATIC); б) режим позиционирования (2D, 3D, auto 2D/3D, overderermined 3D); в) SNR, MASK – минимальное значение отношения сигнала к шуму. 2) режим: а) статика – приемник неподвижен, много записей на 1 точке (осредняются – минимальное время 2-3 с); б) кинематика – приемник подвижен, запись в файл через определенное расстояние или через определенное время. В каждой точке 1 запись.

Относительный способ в спутниковых технологиях. Уравнение фазы несущей GPS. Проблема разрешения неоднозначности фазовых отсчетов. Виды решений для базовых линий. Применение одночастотной и двухчастотной спутниковой аппаратуры.

ОТВЕТ:

Относительный метод. Как минимум 2 станции – определяется приращение координат (дифференциальный метод) либо пространственный вектор, соединяющий 2 пункта. Исключаются многие систематические ошибки за счет разности, это метод более точный. Точность определения координат зависит от технологий, приемников и т.д., следовательно, точность субсантиметровая – дециметровая. Существует 2 класса измерений: 1. Кодовые; 2. Фазовые. 5 видов измерений: 1) кодовые Р-код на L1; 2) кодовые Р-код на L2; 3) кодовые С/А – L1; 4) фазовые L1; 5) фазовые L2. Уравнение фазы. λ – длина волны несущих колебаний (λ≈20 см); Ф – сдвиг фазы несущей частоты (измеряется фазометром). ρ=λ∙N-Ф∙λ, где ρ – псевдодальность. Окончательно, уравнение фазы r_A^S+c(∆t^S-∆t_A)+I_A^S+T_A^S+Σ_{ПОПРАВОК}-λN+v_ρ=-Ф∙λ. - геометрическая дальность. Неизвестные: x_A, y_A, τ_A, ∆t_A, N – количество целых длин волн (неоднозначных фазовых отсчетов). Одинарные разности – разности, образованные в относительном позиционировании из фазовых измерений, выполненных с 2 станций на 1 и тот же спутник. Двойные разности – разности, образованные при относительном позиционировании из одинарных разностей фазовых измерений с 2 спутниковых приемников на 2 разных спутника. Тройные разности – разности, образованные из двойных разностей, сформированных в 2 разные эпохи. Чтобы определить N с точностью до одной длины волны, . Требования к методам разрешения неоднозначностей (определения N): 1. Вначале должны быть исключены все источники систематических ошибок. 2. Т.к. для каждого спутника свое N_I и N_I постоянно меняется, то рекомендуется число N_I один раз и далее измерять ∆N. 3. Желательно предварительно измерить расстояние до спутника с точностью половины длины волны λ/2. Методы: 1) Геометрический метод разрешения неоднозначностей. t₁ – первый захват радиосигнала; N₁ – число фазовых циклов в t₁. N₁+∆N₂=N₂. N₁+∆N_I=N_I, где ∆N_I – измеряется; N₁ – как неизвестное в системе уравнений поправок фазовых измерений. Достоинства: простота постановки задачи, возможность использования в одночастотных приемниках. Недостатки: для уверенного определения N₁ необходимо отнаблюдать достаточно длинную дугу орбиты ИСЗ, возникают проблемы из-за потери непрерывности фазовых отсчетов (срывов фазовых циклов). 2) Использование комбинаций фаз L1 и L2. Комбинация фаз Ф=n₁∙Ф₁+n₂∙Ф₂, где Ф₁, Ф₂ – фазовые отсчеты на частоте L₁ и L₂. Этой комбинации фаз соответствует частота f=n₁∙f₁+n₂∙f₂ и длина волны , где n₁, n₂ – какие-то множители. а) если n₁=n₂=1 и f_Σ=f₁+f₂, Ф_Σ=Ф₁+Ф₂ – суммарная комбинация фаз, то (для GPS), следовательно повышение точности измерений. б) разностная комбинация фаз (широкополосная): n₁=1, n₂=-1. Ф_∆=Ф₁-Ф₂, , . λ_Р-КОД≈30 см – длина волны Р-кода. Достоинства: возможность использования в кинематическом режиме, измерения сверхдлинных базовых линий (несколько тысяч км). Недостатки: необходимо иметь двухчастотный приемник с доступом к Р-коду. в) комбинация фаз, свободная от ионосферы: n₁=1, , . 3) Метод наиболее вероятных значений N. Идея в том, что расстояние между пунктами одинаковое. Вариантов сочетания N_I множество. Выбирается наиболее вероятное сочетание N_I. Может быть примерно 10³⁴ комбинаций. Существуют различные стратегии решения. Этот метод положен в основу режима «быстрая статика» - хорошее решение за 10-30 минут. Достоинства: метод может использоваться при одночастотных измерениях. В приемниках реализуется несколько методов разрешения неоднозначностей, которые контролируют друг друга. Причины потери сигнала: 1. Экранировка радиосигнала; 2. Ослабление сигнала из-за многопутности; 3. Мерцание ионосферы, особенно в годы максимальной солнечной активности; 4. Затухание сигнала в приемнике из-за интерференции волн. Существуют следующие методы выявления пропусков фазовых циклов и их восстановления: 1) считается, что фазовые отсчеты меняются плавно со временем; 2) применение тройных разностей; 3) использование ионосферно-свободной комбинации фаз. Ф_IONFREE мало. Виды решений базовых линий: 1. Последовательность решений для одночастотных измерений: а) решение по кодовым псевдодальностям (точность – десятки м); б) решение по тройным разностям (точность 1 м) – выявление грубых измерений и пропусков фазовых циклов; в) плавающее решение по двойным разностям: N – вещественное, точность или λ; г) фиксированное решение по двойным разностям (fixed), точность – сантиметровая, с уровнем доверия к решению. 2) последовательность решений для 2-хчастотных измерений: а) решение по тройным разностям; б) плавающее решение по двойным разностям широкополосной комбинации фаз, N – вещественное число; в) фиксированное решение по двойным разностям широкополосной комбинации фаз с оценкой уровня доверия к решению; г) фиксированное решение по двойным разностям ионосферно-свободной комбинации фаз (точность - субсантиметровая). Анализ качества решений базовых линий. 1. Ratio – тест или F-тест. При решении базовых линий определяется несколько наборов (N_I). Для каждого набора определяется дисперсия σ_I – погрешность решения. Погрешности выстраиваются по возрастанию σ₁<σ₂<…<σ_N, . Если F>1.5, то с вероятностью 95% решение с σ₁ – верное и ему присваивается фиксированное решение. Если F<1.5, то решение плавающее. . 2. тест на относительную дисперсию. , σ_APOSTERIORY – после обработки, σ_APRIORY – предполагаемая точность. K≈1 - оценка точности адекватна, К>1 – ожидания не оправдались. Ratoo и К характеризуют внутреннюю точность измерений. 3. анализ невязок в замкнутых фигурах. v_X=Σ∆x, v_Y=Σ∆y, v_Z=Σ∆z, v_E=Σ∆E, v_N=Σ∆N, v_H=Σ∆H – невязки координат в замкнутых фигурах, (x, y, z) – прямоугольная экваториальная система координат, (E, M, H) – горизонтальная система координат. - общая невязка по замкнутой фигуре, , где m_EN – паспортная точность прибора для определения координат в плане, m_H – паспортная точность прибора для определения координат по высоте. Анализ невязок в замкнутых фигурах позволяет выявить погрешности центрирования и измерения высоты антенн.

Построение геодезических сетей относительным способом. Особенности проектирования спутниковых геодезических сетей. Зависимые и независимые базовые линии. Режимы спутниковых измерений. Конфигурирование спутникового приемника. Контроль полевых измерений. Общие сведения по уравниванию спутниковых сетей.

ОТВЕТ:

Относительный метод. Как минимум 2 станции – определяется приращение координат (дифференциальный метод) либо пространственный вектор, соединяющий 2 пункта. Исключаются многие систематические ошибки за счет разности, это метод более точный.

Все высокоточные сети строятся этим методом, из замкнутых фигур, образованных независимыми базовыми линиями. Число пмевдонезависимях базовых линий равно числу всех приёмников в расстановке минус один. Однородность сети – это количество базовых линий сходящихся на каком-то пункте. На каждом пункте их должно быть примерно одинаково. Режимы наблюдений. 1. Статика (все точки сети снимаются в статике); 2.Быстрая статика (съёмочное обоснование); 3. Кинематика (съёмка); 4. Режим «стою-иду». В статике и быстрой статике перемещение осуществляется с выключенным приёмником. А в режиме кинематики либо её разновидностях (стою-иду, кинематика реального времени) – роверный приёмник не должен выключаться. В режиме кинематика погрешность всегда накапливается и разрывы не допустимы. Конфигурирование приёмника. Параметры: идентификатор точки, на которой мы стоим; дискретность (ч/з какой промежуток времени приёмник будет фиксировать разницу фаз); режим (статика, кинематика…); максимальный РДОР (т.е. плохие результаты автоматически отсекаются); высота антенны; маска по высоте. Контроль полевых измерений. 1.По продолжительности измерений (контроль м.б выполнен из сравнения компонент Ñх,Ñу,Ñz, полученных в разных сеансах). 2. По невязкам замкнутых фигур, образованных базовыми линиями. Общие сведения по урав-ю сети. Геодезические сети обязательно должны содержать избыточные измерения. Они нужны для своевременного обнаружения и исправления некачественных величин и для оценки точности измерений. Обязательно выполнять уравнивание сети фиксируя только один(либо начальный либо исходный) пункт

Системы геоцентрических координат WGS-84 и ПЗ-90 в спутниковых технологиях. Государственная и местные системы координат. Балтийская система высот БСВ-77. Способы и параметры преобразований координат. Понятие о глобальном и локальном преобразовании координат. Определение нормальных высот по спутниковым измерениям.

ОТВЕТ:

Системы координат, в которых задается положение спутника (r, ρ): 1. Геоцентрические небесные координаты r. О – в центре масс Земли, OZ – параллельные оси вращения Земли, ОХ – направлена в точку γ – точка весеннего равноденствия (неподвижная точка на небесной сфере), ОY – дополняет систему до правой. Положение ИСЗ: а) прямоугольная система координат: x, y, z; б) полярная система координат: α, δ, |r|, где α – прямое восхождение, δ – склонное. , где |r| - длина вектора r. 2. Топоцентрическая горизонтальная система координат ρ. На небесной сфере единичного радиуса: OZ – направлена в зенит, совпадает либо с отвесной линией (астрономический зенит), либо с нормалью к эллипсоиду (геодезический); XOY – плоскость горизонта; N, S, E, W – север, юг, восток, запад; А – азимут – угол наклона между направлениями на север и на спутник; h – высота – угол наклона между плоскостью горизонта и направлением на ИСЗ. 3. Орбитальная система координат. Невозмущенное движение - движение ИСЗ при условиях: а) на движение влияет только тяготение Земли (остальными факторами пренебрегают); б) Земля – сфера с равномерным распределением плотности или материальная точка с массой, равной М; в) масса ИСЗ=0. При невозмущенном движении действуют законы Кеплера. Движение ИСЗ происходит по эллипсам, в одном из фокусов эллипса – центр масс Земли. а – большая полуось, b – малая полуось, е – эксцентриситет, ; - характеризует форму орбиты. Для окружности е=0, для параболы е=1, для эллипса 0≤е<1. Элементы (a; b) или (а; е) характеризуют форму и размер орбит. XOY – плоскость небесного экватора; OZ параллельна оси вращения Земли; 1, 2 – узлы орбиты, точки пересечения орбиты с плоскостью экватора; линия 12 – линия узлов; 1 – восходящий узел; Ω – долгота восходящего узла – угол между направлением на точку γ и направлением на линию узлов; i – наклон орбиты, угол между плоскостями орбит и экватора; П – перигей – точка, ближайшая к центру масс Земли; А – апогей – наиболее удаленная точка; w – аргумент перигея, угол между линией узлов и направлением на перигей; (Ω, I, w) – определяют ориентировку орбиты в пространстве; t_П – время прохождения ИСЗ через перигей. Набор элементов орбиты при невозмущенном движении: Э={a, e, Ω, i, w, t_П}. На движение ИСЗ влияют различные факторы (возмущающие потенциал Земли, влияние тяготения Солнца, Луны и планет, торможение атмосферы, световое давление и т.д.), поэтому Э≠const. Оскулирующая орбита: Э(t_I)=const. 4. Системы земных координат: а) прямоугольная экваториальная. OZ – параллельна оси вращения Земли; XOZ – плоскость начального меридиана; XOY – совпадает с плоскостью земного экватора. б) эллипсоидальная – связана с эллипсоидом, с параметрами (a, b) или (а, е). Геодезическая широта В – угол между нормалью к эллипсоиду и плоскостью экватора. геодезическая долгота L – двугранный угол между плоскостями начального и текущего геодезического меридианов. В спутниковых технологиях В: LATITUDE (LAT); L: LONGITUDE (LON). Геодезическая высота Н – расстояние между эллипсоидом и точкой наблюдения, отсчитанная по нормали к эллипсоиду. 5. Общеземные и референцные системы координат: а) общеземная система координат – начало координат в центре масс Земли. СК WGS-84: в этой системе координат работает система GPS. Точность привязки WGS-84 к геоцентру – несколько см. СК ITRF – общеземная система, включающая в себя геодинамику. В системе ITRF несколько десятков станций, в том числе в России: Менделеево, Звенигород, Иркутск. ПЗ-90 (параметры Земли) – работа ГЛОНАСС. б) референцные СК. Референц – эллипсоид, центр не совпадает с центром масс Земли. В России СК-42 использует эллипсоид Красовского. Система координат 1942 года – карты, каталоги координат. СК-95 – референцная система 1995 года, эллипсоид Красовского, более высокая точность взаимного положения пунктов. Так, если в СК-42 точность взаимного положения пунктов в лучшем случае порядка 10 см на расстоянии 10 км, то в СК-95 аналогичная точность 2-4 см на расстоянии 10 км. В СК-95 нет больших масштабных искажений по сравнению с СК-42. 6. Плоские координаты (x, y) в проекции Гаусса – Крюгера. В спутниковых технологиях используются координаты (ИТМ) – универсальная проекция Меркатора (плоские координаты). Проекция Гаусса – Крюгера – частный случай ИТМ.

ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИИ

13.Защита приложений и баз данных. Структура «пользователь (группа) – право». Ролевая модель организации прав доступа. Организация доступа в СУБД «клиент-сервер».

ОТВЕТ:

При создании приложения или БД, которые используют несколько пользователей, возникает задача ограничения доступа. Существует несколько способов решения этой задачи. Самый простой способ - список пользователей, которым разрешено работать со всей базой. Для решения потребуется одна таблица с полем пользователей, и одна проверка на входе в программу. В более сложном случае нужно разграничить доступ к отдельным таблицам БД и в этом случае проверок становится много. Право: пользователю может быть дано право использовать некую численную программу. Роль – набор прав. Пользователь (группа) – если пользователей много, их объединяют по какому-то принципу в одну группу. Пользователь (право) - пользователю дается право выполнять некую информацию. В случае, если программой пользуется большое количество пользователей, то назначать права конкретно каждому пользователю неудобно. Сначала пользователей объединяют в группы, а затем определяют права для группы. Пользователи и группы связанны отношением М:N. Если у программы много функции, которые удобно логически сформировать, то вводят понятия роль-набор функций, необходимых для выполнения некой работы. Пользователь может иметь несколько ролей. Пользователь и роли связаны отношениями М:М. Если объединить ролевую модель и группы пользователей в общую модель, то получится тетраэдр на вершинах которого находятся пользователи, группы, роли, права. Access предусматривает средства безопасности данных, позволяет назначать пароль для индивидуальных и групповых пользователей, присваивать различные права доступа отдельно к таблицам, запросам, отчетам, макрокомандам или новым объектам. Рабочая группа – в Access это группа пользователей, работающих с одной БД. Каждый пользователь в рабочей группе имеет свою учетную запись, в которой зафиксированы его имя, пароль и пользовательские настройки среды Access. Из пользователей могут формироваться подгруппы. Права доступа к конкретным объектам БД присваиваются либо пользователю, либо целиком подгруппам. Учетные записи пользователей и подгрупп хранятся в специальном файле рабочей группы и он имеет расширение .mdw. По умолчанию System.mdw создается Access. Последовательность действий по созданию защиты БД: 1. Создается новая рабочая группа; 2. В нее вносятся учетные записи пользователей и подгрупп; 3. Подгруппам и пользователям присваиваются соответствующие права доступа к различным объектам БД; 4. Все пользователи защищаемой БД подключаются к рабочей группе. Для создания файла новой рабочей группы служит утилита «Администратор рабочей группы». Когда рабочая группа создана, в нее вносятся пользователи и пароли. Все это будет хранится в файле с расширением *.mdw. Для защиты БД Access можно установить парольную защиту, но этого будет недостаточно, поэтому нужно дополнительно зашифровать информацию с помощью какого-либо метода шифрования. Рассмотрим систему опознания и разграничения доступа к информации на примере СУБД Oracle. Для обеспечения защиты Oracle используют систему выборочного управления доступом. Это означает, что администратор БД присваивает пропуска для всех зарегистрированных пользователей и дает им полномочия на выполнение в БД конкретных операций с конкретными данными. Предоставление пользователям доступа к БД осуществляется в 2 этапа: 1) доступ к серверу БД, организуется средствами ОС; 2) доступ к БД. Чтобы предоставить доступ к БД, администратор должен создать нового пользователя БД, определив его имя и задав ему пароль, а также задать некоторые учетные данные: 1. Табличную область (область, где располагаются объекты пользователя); 2. Квоты табличных областей пользователя – показывают, сколько памяти могут занимать пользовательские объекты в конкретных табличных пространствах; 3. Профиль пользователя – в нем отражаются ограничения на системные ресурсы (время центрального процессора, время простоя, количество подключений). Администратор может управлять всеми операциями с БД и доступом к данным, в том числе, какие пользователи могут изменять таблицы, вставлять данные, обновлять или удалять данные. Это делается путем предоставления или отмены различных прав доступа. Oracle имеет 2 широких класса полномочий – полномочия на объекты и системные полномочия. Системные полномочия дают право пользователю на выполнение операции в масштабе БД (изменять физическую структуру БД, добавляя к ней новые данные или удалять любую предметную область за исключением системной). Системные полномочия может предоставить только администратор. Полномочия на объекты управляют работой БД с конкретным ее объектом. Полномочия на объект раздает владелец объекта. Роль представляет собой набор соответствующих полномочий, которые администратор может предоставить пользователям или другим ролям. Роль нужна для того, чтобы уменьшить количество операций, выполняемых администратором БД. В Oracle есть роль, называемая администратор БД. Создать и назначить роль можно с помощью операторов SQL или с помощью административных утилит. После создания пользователей и предоставления им доступа к БД следующим шагом для организации хорошей защиты является ограничение использования системных ресурсов. Ограничение системных ресурсов осуществляется с помощью профилей ограничения ресурсов. Модули, которые постоянно будут находится в режиме ожидания запросов, поступающих по сети от других компьютеров, называются программными серверами, т.к. их главная задача – обслуживать запросы на доступ к ресурсам своего компьютера. Модули, которые должны вырабатывать запросы на доступ к удаленным ресурсам и передавать их по сети на нужный компьютер, называются программными клиентами. Термины «клиент» и «сервер» используются не только для обозначения программных модулей, но и компьютеров, подключенных к сети. Если компьютер предоставляет свои ресурсы другим компьютерам сети, то он называется сервером, а если он их потребляет – клиентом. Иногда 1 и тот же компьютер может одновременно играть роли и сервера, и клиента.