Přehled studia |
Přehled oborů |
Všechny skupiny předmětů |
Všechny předměty |
Seznam rolí |
Vysvětlivky
Návod
Anotace:
Předmět seznamuje studenty s terestriální a družicovou rádiovou navigací a radarovými systémy. Student získá přehled o rádiových navigačních systémech, seznámí se se strukturou navigačních a radarových signálů a metodami jejich zpracování. Seznámí se se souřadnicovými systémy, základy nebeské mechaniky, metodami odhadu polohy. Získá znalosti z oblasti praktické aplikace a integrace navigačních systémů.
Cíle studia:
Seznámit se s rádiovou navigací a radarovými systémy a jejich aplikacemi.
Osnovy přednášek:
| 1. | | Základní principy fungování radionavigačních a radiolokačních systémů, měření vzdálenosti, úhlu, času příchodu signálu. Triangulace, multilaterace, dálkoměrná metoda, radiokomunikační a radarová rovnice. |
| 2. | | Popis polohy bodu v prostoru, souřadnicové systémy (ECEF, Geodetické, kartézské, lokální, ECI), vzájemné přepočty. |
| 3. | | Výpočet polohy navigační družice, rovnice dráhy družice a její řešení, keplerovské parametry dráhy družice. |
| 4. | | Výpočet polohy uživatele, časová základna, relativistické jevy, jednorázové metody výpočtu polohy, chyby polohy, Kalmanova filtrace. |
| 5. | | Družicové navigační signály, požadavky na signál, modulace BPSK, BOC, dálkoměrné posloupnosti, spektrum a korelační funkce. |
| 6. | | Šíření navigačních signálů, ionosférická refrakce a její modelování, dvou frekvenční měření, zpoždění v troposféře, mnohocestné šíření a jeho modelování. |
| 7. | | Zpracování navigačních signálů I. část: Odhad parametrů, sledování signálu, korelátor, diskriminátory fáze, frekvence a zpoždění, filtr smyčky. Chyby měření způsobené šumem, mnohocestným šířením, demodulace navigační zprávy. |
| 8. | | Zpracování navigačních signálů II. část: Počáteční synchronizace, sériové metody, Tongův algoritmus, M z N, paralelní metody ve frekvenci a ve zpoždění, 2D metody. Implementace algoritmů vyhledávání. |
| 9. | | Přehled družicových navigačních systémů, GPS, GLONASS, Galileo, Compass, podpůrné systémy WAAS, EGNOS, MSAS, GAGAN. |
| 10. | | Pokročilé algoritmy zpracování signálu a výpočtu polohy, vysoká citlivost, vektorové sledování signálu, měření na fázi, RTK. |
| 11. | | Přehled terestriálních navigačních systémů, hyperbolické navigační systémy, navigační systémy používané v letectví (DME, ILS). |
| 12. | | Typy radarů (primární, sekundární pasivní), zpracování signálu v radaru, dopplerovská filtrace. |
| 13. | | Sekundární radar, módy A, C a S, squitter, extended squitter, ADS-B, TCAS. |
| 14. | | Pasivní radiolokace, směrové zaměřovače, TDOA systémy. |
Osnovy cvičení:
Cvičení bude zaměřeno na osvojení si metod zpracování signálu a výpočtu polohy. Student se seznámí s metodami testování navigačních systémů. V rámci laboratorního měření se student seznámí se základními a pokročilými metodami měření a testování družicových navigačních přijímačů.
| 1. | | Seznámení se s laboratoří, bezpečnost práce |
| 2. | | Radiokomunikační a radarová rovnice, příklady |
| 3. | | Úloha v Matlabu na transformaci souřadnic |
| 4. | | Úloha v Matlabu na výpočet polohy navigačních družic |
| 5. | | Úloha v Matlabu na výpočet polohy uživatele |
| 6. | | GNSS simulátory |
| 7. | | Měření spektra družicových navigačních signálů |
| 8. | | Měření rychlosti startu, citlivosti a chyby polohy družicového navigačního přijímače |
| 9. | | Měření dynamického chování družicového navigačního přijímače |
| 10. | | Generování VOR a ILS signálů v GNU radiu |
| 11. | | Zpracování VOR a ILS signálů v GNU radiu |
| 12. | | Zpracování odpovědí sekundárního radaru v GNU radiu |
| 13. | | Doplňkové měření |
| 14. | | Rezerva |
Literatura:
Misra, P.; Enge, P.: Global Positioning System. Ganga Jamuna Press, Lincoln, Massachusetts, 2006, ISBN: 978-0-97095-442-8.
Petrovski, I; Tsujii, T.: Digital Satellite Navigation and Geophysics: A Practical Guide with GNSS Signal Simulator and Receiver Laboratory. Cambridge University Press, 2012, ISBN-13: 978-0521760546.
Požadavky:
Základy matematické analýzy, algebry, statistiky, mechaniky, teorie relativity a zpracování signálu.
Klíčová slova:
Družicová navigace, GPS, GLONASS, GALLILEO.
Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:
| Stránka vytvořena 6.10.2024 17:50:47, semestry: Z/2024-5, Z/2025-6, L/2023-4, L/2024-5, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů |
Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336) |