Дипломная работа (бакалавр/специалист) на тему Рекомендации по структуре системы контроля и управления дифференциальным полем функциональных дополнений ГНСС ГЛОНАСС/GPS для ФБУ «Администрация Беломорско-Онежского бассейна внутренних водных путей».

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ 6
ГЛАВА 1. СПУТНИКОВЫЕ НАВИГАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ 8
1.1 Общие сведения о спутниковых навигационных системах 8
1.2 Структура навигационного сообщения 12
1.2.1. ГНСС GPS. 13
1.2.2. ГЛОНАСС. 15
1.3 Принцип работы системы и определение координат потребителя ГНСС.18
1.4 Основные погрешности определения координат …………………………21
ГЛАВА 2. РЕЧНАЯ ЛОКАЛЬНАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ПОДСИСТЕМА 24
2.1 Дифференциальный метод определения координат 24
2.2 Локальные дифференциальные подсистемы 26
2.3 Оборудование, входящее в состав ЛДПС ГНСС ГЛОНАСС/GPS 28
2.4 Особенности использования ЛДПС на ВВП 34
ГЛАВА 3. НАЗНАЧЕНИЕ И СТРУКТУРА СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ЛДПС 36
3.1. Дискретность контроля целостности дифференциального поля 36
3.2 Дифференциальный сервис на внутренних водных путях 39
3.3 Структура системы контроля и управления, состав оборудования 41
3.4 Региональные центры управления и контроля 45
3.5 Состав оборудования УПК 48
3.6 Состав оборудования РЦУК 50
3.7 Состав оборудования УКУС 51
ГЛАВА 4. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫМ ПОЛЕМ ГНСС ГЛОНАСС/GPS ФБУ «АДМИНИСТРАЦИЯ БЕЛОМОРСКО-ОНЕЖСКОГО БАССЕЙНА ВНУТРЕННИХ ВОДНЫХ ПУТЕЙ» 56
4.1 ФБУ «Администрация Беломорско-Онежского бассейна внутренних водных путей» 56
4.2 Размещение оборудования СКУ 58
4.3 Построение сетей связи, в том числе с использованием спутниковых систем 60
4.4 Система оповещения и её особенности 61
ГЛАВА 5. БЕЗОПАСНОСТЬ РАБОТ 66
5.1 Правила техники безопасности при работе на высоте 66
5.2 Бункеровка судна 71
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 76
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 77

Введение:

Целью работы является повышение безопасности судоходства посредством разработки рекомендаций по структуре системы контроля и управления дифференциальным полем функциональных дополнений ГНСС ГЛОНАСС/GPS для ФБУ «Администрация Беломорско-Онежского бассейна внутренних водных путей» 
В последние годы для реализации целей, сформулированных в «Концепции развития внутреннего водного транспорта РФ», Федеральное агентство морского и речного транспорта проводит системную организационно техническую работу, направленную на создание на внутренних водных путях страны иерархической триады обеспечения надежности и безопасности судоходства: КРИС (корпоративная речная информационная система) – РИС (речная информационная служба) – АСУ ДС (автоматизированная система управления движением судов).  
Для судов, использующих внутренние водные пути, основными факторами являются: габариты судового хода, его глубина и соответствие главным размерениям судов (длина, ширина, осадка). Внедрение современных методов судовождения повысит безопасность плавания, снизит риска экологических бедствий и катастроф на ВВП, а также даст значительные экономические выгоды за счет улучшения основных показателей транспортного процесса и повышения производительности труда при выполнении путевых работ, сокращения количества знаков навигационной обстановки.
Решение вопросов оснащения речного флота России современной спутниковой навигационной техникой, внедрение эффективных береговых технических средств навигационного оборудования составляют основной перечень направлений работы Минтранса России при разработке мер повышения безопасности мореплавания и предупреждения аварийности речных судов.
В условиях увеличения объема морских грузоперевозок, включая перевозки опасных грузов, роста скорости судов и общего количества транспортных средств, надежное навигационное обеспечение играет первостепенное значение.
Сегодня Минтрансом России последовательно реализуются решения Президента Российской Федерации и Правительства Российской Федерации по использованию отечественной Глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС) ГЛОНАСС в системах безопасности, контроля и управления движением судов морского и речного транспорта.
 
Всё вышесказанное подтверждает актуальность данной работы, в рамках которой для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:
1. Изучение спутниковых навигационных систем;
2. Анализ речных локальных дифференциальных подсистем;
3. Исследование назначения и структуры контроля и управления локальных дифференциальных подсистем;
4. Исследование структуры СКУ в зоне ответственности Беломорско-Онежского бассейна;
5. Рассмотрение состава оборудования системы управления и контроля;
6. Анализ вариантов построения информационной сети СКУ.
Объектом исследования является система контроля и управления локальных дифференциальных подсистем.
Предметом исследования является оптимизация ее структуры в зоне ответственности ФБУ Беломорско-Онежского бассейна. 
Результатом анализа имеющихся наработок по данной теме является попытка их реализации на примере Беломорско-Онежского бассейна внутренних водных путей, включающая определение оптимальной структуры СКУ с учетом особенностей данного бассейна, выбор подходящих вариантов построения каналов связи и рекомендации по структуре оповещения.

Заключение:

1. В настоящей работе была рассмотрена необходимость создания системы контроля и управления дифференциальным полем функциональных дополнений ГНСС, которая предназначена для повышения целостности дифференциального поля на ВВП и надежного обеспечения потребителей дифференциальной поправкой.
2. Рассмотрена оптимальная структура системы управления дифференциальным полем ГНСС, которая является важной составной частью речной ЛДПС.
3. Показана необходимость создания широкой сети УПК, обусловленная существенным влиянием подстилающей поверхности на топологию поля ДП и изменчивостью её электрических параметров в течение навигационного периода.
4. Разработаны рекомендации по составлению структуры системы управления и контроля дифференциальным полем функциональных дополнений ГНСС ГЛОНАСС/GPS для ФБУ «Администрация Беломорско-Онежского бассейна» внутренних водных путей.
5. В связи с тем, что в данном бассейне береговые станции АИС работают только на прием, для передачи оповещений от СКУДП целесообразно использовать УКВ-радиостанции диспетчерской службы, а также УКВ-радиостанции, ведущие наблюдение на частоте бедствия.

Фрагмент текста работы:

ГЛАВА 1. СПУТНИКОВЫЕ НАВИГАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

1.1 Общие сведения о спутниковых навигационных системах

Спутниковая навигационная система (также известная как спутниковая навигационная система) — это система спутников, обычно управляемая одной компанией или страной, которая обеспечивает геопространственное позиционирование, что является техническим термином для определенного местоположения на Земле или над Землей в 3-х измерениях. Приемник системы спутниковой навигации может использоваться для определения местоположения информации о широте, долготе, высоте, скорости и времени. Коммерческие системы имеют точность до нескольких метров. Высококачественные системы имеют точность до сантиметров. Спутники передают сигнал, который содержит данные об орбите и точное время передачи сигнала. Орбитальные данные передаются в сообщении с данными, которое накладывается на код, служащий эталоном синхронизации. Спутник использует атомные часы (самые точные известные стандарты времени и частоты) для поддержания синхронизации всех спутников в созвездии.
Приемник измеряет сигналы от нескольких спутников одновременно, поэтому он может использовать триангуляцию для определения своего местоположения. Триангуляция — это процесс определения местоположения точки путем измерения углов к ней от двух известных точек. Точные местоположения спутников включаются в передачу, а время пролета сигнала используется для расчета расстояния до каждого спутника. Затем приемник выполняет некоторые вычисления и вычисляет свое местоположение на Земле. Чем больше спутников может отслеживать приемник, тем точнее вычисляется местоположение. [1]
Приемник рассчитывает 4 параметра; широта, долгота, высота и время. В результате приемник обычно должен видеть, как минимум, 4 спутника, чтобы вычислить 4 неизвестных. Он может дать оценки значений с меньшим количеством спутников, но потенциальная ошибка возрастает.
Действующие спутниковые системы
1. Глобальная система позиционирования (США) GPS.
GPS является самой старой системой GNSS. Он начал свою деятельность в 1978 году и стала доступна для глобального использования с 1994 года.
2. ГЛОНАСС.
ГЛОНАСС (Глобальная Навигационная Спутниковая Система, или Глобальная Навигационная Спутниковая Система) является глобальной GNSS, принадлежащей и управляемой Российской Федерацией. Полностью работающая система состоит из 24+ спутников.
3. BeiDou навигационная спутниковая система (BDS).
BeiDou, или BDS, является региональной GNSS, принадлежащей и управляемой Китайской Народной Республикой. В настоящее время Китай расширяет систему, чтобы обеспечить глобальное покрытие 35 спутниками к 2020 году. Ранее BDS назывался Compass.
4. Галилео.
Galileo — это глобальная GNSS, принадлежащая и управляемая Европейским Союзом. ЕС объявил о запуске Первоначальных услуг Galileo в 2016 году и планирует завершить систему из 24+ спутников к 2020 году. [1]
5. Индийская региональная навигационная спутниковая система (IRNSS) / Навигация Индийское созвездие (NavIC)
IRNSS является региональной GNSS, принадлежащей и управляемой правительством Индии. IRNSS является автономной системой, предназначенной для охвата индийского региона и 1500 км вокруг материковой Индии. Система состоит из 7 спутников и должна быть объявлена работоспособной в 2018 году. В 2016 году Индия переименовала IRNSS в индийское навигационное созвездие (NavIC, что означает «моряк» или «навигатор»).

6. Квазизенитная спутниковая система (QZSS)