Popis předmětu - B2M37RNVA

Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod
B2M37RNVA Rádiová navigace Rozsah výuky:2p+2l
Garanti:Kovář P. Role:PV Jazyk výuky:CS
Vyučující:Kovář P. Zakončení:Z,ZK
Zodpovědná katedra:13137 Kreditů:6 Semestr:L

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:

Plán Obor Role Dop. semestr
MPEK7_2018 Před zařazením do oboru PV 2


Stránka vytvořena 13.12.2018 07:48:12, semestry: Z,L/2020-1, L/2017-8, L/2019-20, Z,L/2018-9, Z/2019-20, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)
Za obsah odpovídá: doc. Ing. Ivan Jelínek, CSc.