Комплексная система автоматизированной обработки и анализа данных двухчастотных GPS-приемников тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат технических наук Козиенко, Леонид Владимирович

• Козиенко, Леонид Владимирович
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Козиенко, Леонид Владимирович

Список обозначений и сокращений.

Введение.

1. Обзор технологий обработки и анализа GPS-данных

1.1 Функционирование навигационной системы GPS.

1.1.1 Назначение, состав и принцип действия навигационной системы GPS.

1.1.2 Способы определения координат.

1.1.3 Погрешности определения координат (точностные характеристики).

1.1.4 Особенности дифференциального режима.

1.1.5 Области применения системы GPS.

1.2 Особенности обработки данных GPS-приемников.

1.2.1 Методы обработки данных GPS-измерений.

1.2.2 Формат RINEX как основа информационного обмена данными

1.2.3 Обзор программного обеспечения обработки и анализа данных GPS-приемников.

1.3 Глобальная сеть двухчастотных GPS-приемников.

2. Комплексная система автоматизированной обработки и анализа данных двухчастотных многоканальных GPS-приемников

2.1 Концепция системы обработки, структура и функционирование программного комплекса.

2.1.1 Анализ информационных потоков.

2.1.2 Стадии разработки информационных систем.

2.1.3 Состав и формирование требований к программному комплексу.

2.2 База данных GPS-измерений.

2.2.1 Архитектура систем баз данных.

2.2.2 Реляционная модель данных.

2.2.3 Язык SQL. 2.2.4 Обоснование и выбор СУБД программного комплекса.

2.2.5 Структура базы данных программного комплекса.

2.3 Реализация программного комплекса обработки и анализа данных.

2.3.1 Первичная обработка данных.

2.3.1.1 Цель и задачи первичной обработки данных.

2.3.1.2 Алгоритм первичной обработки.

2.3.1.3 Программа TEQC.

2.3.1.4 Сценарии обработки на языке Perl.

2.3.2 Вторичная обработка данных.

2.3.2.1 Основные принципы и задачи вторичной обработки данных.

2.3.2.2 Возможности и особенности использования системы MatLab.

2.3.2.3 Особенности работы с m-файлами сценариев (функций)

2.3.2.4 Механизм взаимодействия с базой данных.

2.3.3 Алгоритмы и модули вторичной обработки данных.

2.3.3.1 Модуль COMPACT-load.

2.3.3.2 Модуль скользящих функций.

2.3.3.3 Алгоритм вычисления геодезических координат проекции подионосферной точки.

2.4 Выводы по второй главе.

3. Тестирование комплексной системы автоматизированной обработки и анализа данных двухчастотных GPS-приемников

3.1 Обработка и анализ данных на примере постоянно-действующей

GPS-станции ULAZ.

3.1.1 Структура и функционирование постоянно-действующей GPS-станции ULAZ.

3.1.1.1 Структура GPS-станции ULAZ.

3.1.1.2 Характеристики двухчастотного GPS-приемника ASHTECH Z-12.

3.1.1.3 Банк данных GPS-измерений (1999-2003 г.г.).

3.1.2 Обработка результатов измерений банка данных ULAZ.

3.1.2.1 Статистика и результаты первичной обработки данных

3.1.2.2 Результаты вторичной обработки суточных данных.

3.1.3 Обсуждение результатов.

3.2 Обработка данных приемников GPS-решетки на примере сети японских GPS-станций.

3.2.1 Структура и состав GPS-решетки.

3.2.2 Первичная обработка данных сети GPS-станций.

3.2.3 Вторичная обработка данных сети GPS-станций.

3.2.4 Обсуждение результатов.

3.3 Применение вейвлетов для анализа данных двухчастотных GPS-приемников.

3.3.1 Особенности вейвлет-анализа данных двухчастотных GPS-приемников.

3.3.2 Фильтрация навигационных сигналов.

3.3.3 Частотно-временное представление сигналов.

3.4 Выводы по третьей главе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Комплексная система автоматизированной обработки и анализа данных двухчастотных GPS-приемников»

Актуальность темы. Спутниковые радионавигационные системы (СРНС) характеризуются охватом всего Земного шара и ближнего околоземного космического пространства и отсутствием ограничений по числу обслуживаемых потребителей. СРНС обеспечивают точное трехмерное определение координат и вектора скорости подвижных объектов в реальном масштабе времени вне зависимости от их географического положения, времени и метеорологических условий.

В настоящее время происходит интенсивное освоение и применение СРНС GPS (США) и ГЛОНАСС (Россия) в различных отраслях народного хозяйства и, в частности, на железнодорожном транспорте [70]. Аппаратура СРНС, позволяющая определять координаты и скорость движения локомотива, может в комплексе с соответствующими средствами связи стать основой для построения центров управления перевозками, работающими в реальном масштабе времени. Возможности СРНС ГЛОНАСС/GPS позволяют проводить мониторинг состояния железнодорожных путей и сооружений, осуществлять контроль свободности участков пути и решать другие транспортные задачи.

В рамках Федеральной целевой программы «Глобальная навигационная система» (Постановление Правительства РФ от 20 августа 2001г. № 587) [72] в интересах железнодорожного транспорта предусматривается повышение безопасности, точности и оперативности координатно-временных определений, а также создание дифференциальных подсистем для решения целого ряда задач (навигация подвижных объектов, высокоточная привязка при геодезическом обеспечении строительства и текущего содержания железнодорожных путей, мостов и тоннелей).

Такие широкие перспективы использования СРНС приводят к необходимости детального изучения информационных параметров самих систем спутниковой навигации, в том числе надежности их функционирования и помехозащищенности, особенно при их эксплуатации в экстремальных условиях, например, во время сильных геомагнитных возмущений. Качество функционирования СРНС ГЛОНАСС/GPS ограничивается влиянием ряда факторов, связанных с характеристиками среды распространения радиоволн. Технологии на основе СРНС входят в «Перечень основных проблем развития железнодорожного транспорта для первоочередного финансирования научных исследований (приложение № 1 к указанию МПС России от 26.12.02 № Я-1272у, позиция 5.4.). Разработка физических и математических моделей учета влияния среды на транспортные системы также входит в этот Перечень (позиция 11.6).

Объем информации, получаемый в результате тематической обработки данных GPS-приемников, постоянно увеличивается, поэтому на первый план выходят задачи ее анализа, оптимизации и структуризации. Существующее программное обеспечение (как коммерческое, так и бесплатное) обработки данных GPS-приемников нацелено на решение узкоспециализированных задач. Вопрос о создании системы обработки спутниковой информации при проведении исследований с использованием СРНС в интересах железнодорожного транспорта остается открытым. Требуется решить взаимосвязанный круг задач от организации структуры экспериментальных данных до алгоритмов и методов обработки и анализа полученной информации. Адаптация же существующих решений сопоставима с разработкой программного обеспечения с нуля.

Целью диссертационной работы является создание комплексной системы автоматизированной обработки и анализа данных многоканальных двухчастотных GPS-приемников для оценки точности, надежности и эффективности функционирования системы GPS на железнодорожном транспорте.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Провести анализ имеющихся подходов и программных средств, используемых для обработки данных GPS-приемников.

2. Разработать концепцию программного комплекса, на основе информационных потоков выявить структуру приложения и формы представления данных.

3. Реализовать комплексную систему: провести обоснование и выбор аппаратно-программной платформы, спроектировать базу данных, разработать алгоритмы и программные модули для тематической обработки информации.

4. Провести тестирование и оценить характеристики программного комплекса на основе обработки и анализа цифрового банка данных спутниковых измерений постоянно-действующей GPS-станции ULAZ.

5. Определить точностные характеристики пространственных параметров реперной точки ULAZ в кодовом и фазовом режимах измерений за продолжительный период времени двухчастотным многоканальным GPS-приемником ASHTECH Z-FX.

6. На основе вейвлет-анализа определить пространственно-временные характеристики крупномасштабных ионосферных возмущений при сильных сейсмических событиях.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Предложена, разработана и реализована комплексная система автоматизированной обработки и анализа данных многоканальных двухчастотных GPS-приемников.

2. На основе вейвлет-анализа предложен новый метод детектирования ионосферных возмущений, позволяющий оценить эффективность функционирования системы GPS во время различных геофизических событий (землетрясения, магнитные бури и т.п.).

3. Создан проблемно-ориентированный инструмент для анализа работы системы GPS (ГЛОНАСС), позволяющий повысить надежность и качество эксплуатации технических средств железнодорожного транспорта, использующих СРНС, в экстремальных геофизических условиях.

4. Разработан способ хранения и управления информацией навигационных искусственных спутников Земли (ИСЗ) на основе системы управления базами данных (СУБД) MySQL, позволяющий оптимизировать информационные потоки, а также компьютерные методы обработки, предназначенные для визуализации, трансформации и анализа спутниковой информации, получаемой с помощью GPS-приемников.

5. На основе разработанных методов, алгоритмов и программ получены точностные характеристики пространственных параметров реперной точки ULAZ; определены пространственно-временные характеристики крупномасштабных возмущений среднеширотной ионосферы во время «роя» сильных землетрясений 23 октября 2004 года в Японии. Достоверность полученных результатов, подтверждается тестированием алгоритмов и программ, физическим обоснованием предложенных методов, их проверкой вычислительными экспериментами и представительной статистикой наблюдений. Полученные в экспериментах результаты находятся в качественном и количественном согласии с данными независимых исследований, опубликованными ранее другими авторами.

Практическая ценность работы. Разработанная методика и программный комплекс использованы при выполнении НИР «Совершенствование технологии высокоточного спутникового позиционирования (GPS-ГЛОНАСС) для объектов железнодорожного транспорта с учетом космической погоды» (ИрГУПС, 2004). Созданная на основе цифрового банка данных постоянно-действующей GPS-станции ULAZ база данных представляет собой уникальный материал для геодинамических, геофизических и радиофизических исследований, поскольку сеть GPS-приемников в этом регионе практически отсутствует, а ближайшие пункты наблюдений находятся в г. Красноярске, Иркутске и Якутске. Разработанные в диссертации концепция, алгоритмы и методы, а также программы-модули могут использоваться . при разработке специального математического и программного обеспечения систем анализа, оптимизации, управления, принятия решений и обработки информации СРНС.

Личный вклад автора. Основные результаты диссертации являются оригинальными и получены лично автором. Автору принадлежит разработка концепции комплексной системы, проведение анализа предметной области, построение модели программного комплекса, проектирование структуры БД, определение тактико-технических требований к программному комплексу и разработка технических решений для их реализации, включая обоснование и выбор аппаратно-программной платформы и написание комплекта типовых сценариев, модулей и подпрограмм. Сравнение результатов первичной и вторичной обработки комплексной системы с результатами, полученными другими программными средствами и тестирование на примере обработки и анализа цифрового банка данных GPS-станции ULAZ (около 3 Гб архивной информации), а также сети японских GPS-станций.

На защиту выносятся следующие положения и результаты:

1. Алгоритмы и методы, составляющие основу комплексной системы обработки и анализа спутниковой информации, получаемой с помощью GPS-приемников.

2. Метод детектирования ионосферных возмущений на основе вейвлет-анализа данных сети GPS-станций для оценки эффективности функционирования системы GPS при различных геофизических событиях.

3. Результаты системного анализа спутниковой информации, полученной за период с июля 1999 по декабрь 2003 г. двухчастотным GPS-приемником ASHTECH Z-FX, на основе цифрового банка данных станции ULAZ.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на:

• Всероссийской научно-технической конференции «Новые Материалы • и Технологии» (Москва, 2002, 2004);

• 2003 International Symposium on GPS/GNSS: Technical Session of 2003 Joint International Conference on GPS/GNSS in Tokyo (Токио, 2003: участие поддержано грантом Российского Фонда Фундаментальных Исследований № 03-07-93545);

• III Международной научной конференции творческой молодежи

Хабаровск, 2003);

• Международной научно-технической конференции «Наука и образование» (Мурманск, 2004);

• II Международной научно-технической конференции «Энергетика, экология, энергосбережение, транспорт» (Тобольск, 2004);

• Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации» (Новосибирск, 2004).

• Межвузовской научно-технической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Современные проблемы радиоэлектроники» (Иркутск, 2005).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и библиографического указателя, содержащего 140 наименований литературных источников. Общий объем диссертации — 171 страница, включая 9 таблиц, 47 рисунков и 6 приложений на 11 страницах.

Заключение диссертации по теме «Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)», Козиенко, Леонид Владимирович

3.4 Выводы по третьей главе

В третьей главе проведено тестирование комплексной системы автоматизированной обработки и анализа данных двухчастотных GPS-приемников, при этом достигнуты следующие результаты:

1. Накоплен и обработан цифровой банк данных результатов непрерывных GPS-измерений, полученных на постоянно-действующей станции ULAZ за период с 1999 по 2003 г.г. общим объемом около 3 Гб архивной информации. Суммарный объем обработанных данных составляет 12,5 Гб. Затраты времени на первичную обработку годового массива данных в автоматическом режиме составляют 50-60 мин.

2. Получены статистические характеристики пространственных параметров реперной точки ULAZ, измеренные за период с июля 1999 по декабрь 2003 г.г. двухчастотным GPS-приемником ASHTECH Z-12.

3. Показано, что погрешность фазовых измерений (СКО = 0,34 - 0,45 м) на частотах Li и L2 на порядок ниже навигационных определений в кодовом режиме (СКО = 8-15 м), а распределение погрешностей измерения пространственных координат подчиняется нормальному (гауссовскому) закону. Установлено, что величина погрешности измерений существенно возрастает на малых углах возвышения (менее 20°).

4. Установлено, что фазовый центр «Choke Ring» антенны GPS-приемника, размещенной на специальном монолитном основании, совершает сезонные периодические вариации по трем координатам в течении всего почти пятилетнего цикла наблюдений. Вариации обусловлены температурным режимом в приемной точке.

5. Определены пространственно-временные характеристики крупномасштабных перемещающихся возмущений среднеширотной ионосферы во время сильных землетрясений 23 октября 2004 года в Японии на основе данных сети японских GPS-станций. Предложен новый метод детектирования ионосферных возмущений на основе вейвлет-анализа.

6. Установлено, что возмущение ПЭС носит характер N-образного колебания (ударная волна), проявляющегося в виде увеличения амплитуды производной dTEC/dt, практически сразу же после начала землетрясения. Величина отклика напрямую зависит от геометрии эксперимента (взаимного расположения эпицентра и узлов GPS-решетки).

7. Частотно-временные зависимости возмущений ПЭС представлены в виде вейвлет-спектрограмм, отражающих отклик ионосферы на сейсмические события. Анализ проведен с помощью вейвлета Mexican Hat (вторая производная гауссовой вейвлет-функции).

Полученные в экспериментах результаты находятся в качественном и количественном согласии с данными независимых исследований, опубликованных ранее другими авторами.

Заключение

На основе анализа имеющихся подходов и программных средств для обработки и анализа данных GPS-приемников установлено, что существующие решения не обеспечивают эффективного управления информационными потоками и являются узкоспециализированными. Комплексное рассмотрение природных факторов показало, что главной причиной, влияющей на качество функционирования СРНС, является изменение величины задержки радиосигналов при распространении в ионосфере и тропосфере.

Предложена, разработана и реализована комплексная система автоматизированной обработки и анализа данных многоканальных двухчастотных GPS-приемников, представляющая собой эффективный инструмент для анализа работы системы GPS (ГЛОНАСС) в экстремальных условиях, позволяющая повысить качество принимаемых решений при эксплуатации технических средств железнодорожного транспорта с использованием СРНС.

Предложенная комплексная система автоматизированной обработки и анализа данных многоканальных GPS-приемников создает основу для разработки многопараметрических математических и физических моделей учета влияния окружающей среды на системы железнодорожного транспорта, использующие СРНС. Эти модели необходимы для разработки практических методов обеспечения надежности и эффективности эксплуатации объектов транспортной инфраструктуры. Предложенные принципы диагностики канала передачи навигационной информации через ионосферу-тропосферу позволяют решать важные практические задачи высокоточной радионавигации и радиогеодезии в интересах различных потребителей. Они повышают уровень понимания физических процессов, протекающих в различных оболочках Земли (литосфера, атмосфера, ионосфера).

Дальнейшие исследования целесообразно ориентировать в сторону более глубокого теоретического анализа прямых и обратных задач диагностики как технического комплекса, так и околоземного космического пространства, накопления статистического материала о точностных характеристиках отечественных и зарубежных приемных устройствах СРНС. Представляется также необходимой реализация отраслевой автоматизированной информационной базы данных на основе существующей российской сети опорных станций и математических моделей прогнозирования сбоев аппаратуры СРНС.

Благодарности

Автор искренне благодарит своего научного руководителя д.т.н., профессора Ю.Б. Башкуева.

Автор выражает благодарность заведующему кафедрой Телекоммуникационных Систем ИрГУПС д.ф.-м.н., проф. Н.Н. Климову; д.ф.-м.н., проф. Э.Л. Афраймовичу и Е.А. Косогорову из группы GPS-мониторинга ИСЗФ СО РАН за предоставленный программный комплекс GLOBDET и помощь при его освоении; сотрудникам лаборатории геоэлектромагнетизма Отдела физических проблем при Президиуме БНЦ СО РАН (г.Улан-Удэ); Луису Эсти (Louis Estey) из центра UNAVCO (Болдер, штат Колорадо), автору программы TEQC, за исчерпывающие ответы на вопросы и полезные комментарии по программе; Бобу Кингу (Bob King) из Массачусетского Технологического Института (Department of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences) за предоставленный программный комплекс GAMIT/GLOBK.

Автор также благодарит системного программиста Н.С. Новикова за консультации по языку Perl и технологиям баз данных; инженера-программиста В.П. Беликова компании АЛРОСА (п.Айхал), ведущего программиста компании Байк.Ру (г.Иркутск) Е.А. Чуйкова и А.В. Костина за поддержку в области информационных технологий; специалиста в области скриптового программирования Пола Сайберта (Paul Siberdt) и ведущего разработчика Жана Бьюка (Jan Beuck) из компании Master Creating (г.Гамбург), поддержка и внимание которых способствовали выполнению данной работы.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Козиенко, Леонид Владимирович, 2005 год

1. Аладьев В.З., Шишаков M.JL Введение в среду пакета Mathematica 2.2 -М.: Информационно-издательский дом "Филинъ", 1997. 368 с.

2. Ален И. Голуб. С и С++. Правила программирования / Пер. с англ. В.Б. Зацепина; Под ред. В. Костенко. М.: БИНОМ, 1996. - 272 с.

3. Атре Ш. Структурный подход к организации баз данных / Пер. с англ. А.А. Александрова и В.И. Будзко; Под ред. В.И. Будзко. М.: Финансы и статистика, 1983. - 317 с.

4. Афраймович Э.Л., Косогоров Е.А. Автоматизированный комплекс обработки информации глобальной сети GPS-приемников. Информационные системы контроля и управления на транспорте: Сб.науч.тр. Иркутск: ИрИИТ, 2002, Вып. 10, С.61-66.

5. Афраймович Э.Л., Косогоров Е.А. Управление информационными потоками при обработке данных глобальной сети GPS-приемников. Информационные системы контроля и управления на транспорте: Сб.науч.тр. Иркутск: ИрИИТ, 2002, Вып. 10, С.67-74.

6. Афраймович Э.Л., Косогоров Е.А., Плотников А.В., Уралов A.M. Параметры ударно-акустических волн, генерируемых при землетрясениях. // Физика Земли. 2001. N.6, С.1-13.

7. Бабич О.А. Обработка информации в навигационных комплексах. — М.: Машиностроение, 1991.-512 с.

8. Берколайко М. 3., Новиков И. Я. О бесконечно гладких почти-всплесках с компактным носителем. // Доклады РАН, 1992, т.326, № 6, С.935-938.

9. Бойко В.В., Савинков В.М. Проектирование баз данных информационных систем. М.: Финансы и статистика, 1989. - 351 с.

10. Боуман Д, Эмерсон С., Дарновски М. Практическое руководство по SQL. -Киев: Диалектика, 1997.

11. Васекин А.И., Болдырев В.И., Чмых М.К. Космические технологии на железнодорожном транспорте // АТС, 1998, N 9, С.8-9.

12. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Высш. шк., 1998. - 576 с.

13. Гинзбург B.J1. Распространение электромагнитных волн в плазме. М.: Наука, 1967.-684 с.

14. Глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС. Интерфейсный контрольный документ. М.: Редакция 5.0, 2002.

15. Говорухин В.Н., Цибулин В.Г. Введение в Maple. Математический пакет для всех. М.: Мир, 1997. - 208 с.

16. Грабер М. Введение в SQL. М.: Лори, 1996. - 379 с.

17. Грибунин В. Теория и практика вейвлет-преобразования. // Ресурс Internet: http://www.autex.spb.ru/wavelet/

18. Гурин С.Е. Применение сетевых спутниковых систем второго поколения ГЛОНАСС/GPS для целей управления инфраструктурой железнодорожного транспорта. Дисс. на соиск. уч-степ. к.т.н., МИИТ, 2002.-215 с.

19. Дастин Э., Рэшка Дж., Пол Д. Автоматизированное тестирование программного обеспечения. М.: Лори, 2003. - 592 с.

20. Дейт К. Введение в системы баз данных //6-издание. Киев: Диалектика, 1998.-784 с.

21. Демьянов В.В. Коррекция глобальной модели полного электронного содержания по текущим измерениям ионосферной задержки сигналов спутниковых радионавигационных систем. Автореферат дисс. на соиск. уч-степ. к.т.н., ИГУ, 2000. 17 с.

22. Диго С.М. Проектирование и использование баз данных. М.: Финансы и статистика, 1995. - 208 с.

23. Дремин И.М., Иванов О.В., Нечитайло В.А. Вейвлеты и их использование. // УФН 2001, т.171, №5, С.465-501.

24. Дьяконов В. П. Maple 9 в математике, физике и образовании. М.: СОЛОН, 2004. - 688 с.

25. Дьяконов В. П. Вейвлеты. От теории к практике. 2-е издание, переработанное и дополненное. М.: СОЛОН, 2004. - 400 с.

26. Дьяконов В. П. Компьютерная математика. Теория и практика. — М.: Нолидж, 2001.-1296 с.

27. Дьяконов В. П., Абраменкова И.В. Mathcad 8 PRO в математике, физике и Internet. М.: Нолидж, 2000. - 512 с.

28. Дьяконов В.П., Абраменкова И.В. MATLAB. Обработка сигналов и изображений. Специальный справочник. СПб.: Питер, 2002. - 608 с.

29. Дэвис К. Радиоволны в ионосфере. М.: Мир, 1973.

30. Иванов М.П., Кашинов В.В. Экспериментальная проверка помехозащищенности американской спутниковой навигационнойсистемы GPS.// Ресурс Internet:http://www.laboratory.ru/articl/rad/rar020.htm

31. Карл И. Вигерс. Разработка требований к программному обеспечению. — М.: Русская Редакция, 2004. 576 с.

32. Кильдишев Г.С., Френкель А. А. Анализ временных рядов и прогнозирование. -М.: Статистика, 1973. 255 с.

33. Кириллов В.В. Структурированный язык запросов (SQL). СПб.: ИТМО, 1994.-80 с.

34. КЛУБ комплексное локомотивное устройство безопасности. Разработка ОАО "Ижевский радиозавод". // Ресурс Internet: http://www.irz.ru/products/zhd/club и/

35. Козиенко Л.В. Обработка и анализ данных GPS приемников. // Наука. Технологии. Инновации. Материалы всероссийской научной конференции молодых ученых в 6-ти частях. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2004. 4.1. С.169-170.

36. Козиенко Л.В., Косогоров Е.А., Афраймович Э.Л., Башкуев Ю.Б. Спутниковая радионавигация на железнодорожном транспорте. // Вестник инженеров-электромехаников железнодорожного транспорта. Выпуск №1. Самара, 2003, С.80-84.

37. Концепция создания и использования дифференциальных подсистем ГНСС ГЛОНАСС/GPS на внутреннем водном транспорте. Утверждена 22.07.03. // Ресурс Интернет: http://www.rechflot.mintrans.ru/Prikazi/Prikaz 2003/koncepcia GLONAS.doc

38. Котяшкин С.И. Определение ионосферной задержки сигнала в одночастотной аппаратуре потребителя спутниковой системы навигации NAVSTAR. //Зарубежная радиоэлектроника, 1985, №5, С.85-95.

39. Кристиансен Т., Торкингтон Н. Perl: библиотека программиста СПб: Питер, 2001.-736 с.

40. Ларри Леви. Применение фильтра Калмана в навигационной аппаратуре. // Ресурс Internet: http://www.agp.ru/gps/kalman/index.htm

41. Лецкий Э.К., Панкратов В.И., Яковлев В.В. и др. Информационные технологии на железнодорожном транспорте: Учеб. Для вузов ж.-д. трансп.; под ред. Э.К. Лецкого, Э.С. Поддавашкина, В.В. Яковлева. М.: УМК МПС России, 2000. - 680 с.

42. Мартин Дж. Планирование развития автоматизированных систем. М.: Финансы и статистика, 1984. - 196 с.

43. Межетов М.А. Адаптивная региональная модель полного электронного содержания. Дисс. на соиск. уч-степ. к.ф.-м.н., ИВАИИ, 2003. 148 с.

44. Мейер Д. Теория реляционных баз данных: Пер. с англ. М.: Мир, 1987. - 608 с.

45. Навигационно-информационный комплекс автоматизированной системы управления движением поездов «Магистраль».// Ресурс Internet: http ://www. kgtu .runnet.ru/kgtu/science 1 / chm yh2. htm

46. Наука и транспорт. ЭиЖ-Сибирь, 2000, N13(127). Ресурс Internet: http://www.ecolife.krsk.ru/old/Arh/2000/127/10.asp

47. Переберин А.В. О систематизации вейвлет-преобразований. М.: Вычислительные методы и программирование, 2001. Т.2. 26 с.

48. Поваляев А. А. Спутниковые системы управления движением в околоземном пространстве. М.: Изд-во МАИ, 1994. - 40 с.

49. Приемник спутниковых сигналов навигационных систем ГЛОНАСС/GPS МРК-19. // Ресурс Internet: http://www.rtf.kgtu.runnet.ru/struct/lab/ niirt/mrk 19.htm

50. Прохоров Г.В., Леденев М.А., Колбеев В.В "Пакет символьных вычислений Maple V" М.: Компания "Петит", 1997. - 200 с.

51. Пушников А.Ю. Введение в системы управления базами данных. Часть 1. Реляционная модель данных / Изд-е Башкирского ун-та. Уфа, 1999. -108 с.

52. Пушников А.Ю. Введение в системы управления базами данных. Часть 2. Нормальные формы отношений и транзакции / Изд-е Башкирского ун-та. -Уфа, 1999.- 138 с.

53. Рекс Жешке. Толковый словарь языка Си / Пер. с англ. В.К. Потоцкого; Под ред. В.В. Усманова. СПб.: Питер, 1994. - 221 с.

54. Ришберг Г., Гарриот O.K. Введение в физику ионосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. - 304 с.

55. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. СПб.: Питер, 2003. -604с.

56. Смоленцев Н.К. Основы теории вейвлетов. Вейвлеты в MatLab. М.: ДМК, 2005.-304 с.

57. Соловьев Ю.А. Системы спутниковой радионавигации. М.: изд-во «Эко-Трендз», 2000. - 267 с.

58. Ульман Дж. Основы систем баз данных / Пер. с англ. М.Р. Когаловского и В.В. Когутовского; Под ред. М.Р. Когаловского. М.: Финансы и статистика, 1983. - 334 с.

59. Федеральная целевая программа «Глобальная навигационная система». // Ресурс Интернет: http://www.economy.gov.ru/merit/fed eel prog/ext/ 117/content.htm

60. Харисов В.Н., Петров А.И., Болдин В.А. и др. Глобальная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС. М.: ИПРЖР, 1998. 509 с.

61. Чуй К. Введение в вэйвлеты. М.: Мир, 2001. - 416 с.

62. Шануров Г.А., Мельников С.Р. Геотроника. Наземные и спутниковые радиоэлектронные средства и методы выполнения геодезических работ. -М.: УПП «Репрография» МИИГАиК, 2001, 136 с.

63. Шитов А.Б. Разработка численных методов и программ, связанных с применением вейвлет-анализа для моделирования и обработки экспериментальных данных. Дисс. на соиск. уч-степ. к.ф.-м.н., Иван.ГУ, 2001.- 125 с.

64. Шкирятов В.В. Радионавигационные системы и устройства. М.: Радио и связь, 1984. - 160 с.

65. Юзерович П. GPS большой и серьезный // Компьютерра. - 2004. № 45(569). - С.52-56.

66. Яковлев О.И. Космическая радиофизика- М.: Научная книга, 1996. -432с.

67. Afraimovich Е. L., Kosogorov Е. A., Leonovich L. A. The use of the international GPS network as the global detector (GLOBDET) simultaneously observing sudden ionospheric disturbances. Earth, Planets, and Space, 2000, V.52,N11. P.1077-1082.

68. Afraimovich E.L., V.V. Demyanov, T.N. Kondakova. Degradation of performance of the navigation GPS system in geomagnetically disturbed conditions // GPS Solutions, 2003. V.7. N2. P. 109-119.

69. Afraimovich, E.L., K.S. Palamarchouk, and N.P. Perevalova. GPS radio interferomentry of traveling ionospheric disturbances. // J. Atmos. and Solar-Terr. Phys. 1998, V.60. P.1205-1223.

70. Afraimovich, E.L., Kosogorov E.A., Palamarchouk K.S., Perevalova N.P., Plotnikov A.V. The use of GPS arrays in detecting the ionospheric response during rocket launchings. // Earth Planets Space, 2000, V.52, No.l 1, P. 10611066.

71. Afraimovich, E.L., Perevalova N.P., Plotnikov A.V., Uralov A.M. The shock-acoustic waves generated by the earthquakes. // Annales Geophysicae, 2001, V.19, N.4. P.395-439.

72. Bastos L. and Landau H. Fixing cycle slips in dual-frequency kinematic GPS-applications using Kalman filtering. // Manuscripta Geodaetica, 13, 1988. P.249-256.

73. Beutler, G., I. I. Mueller, and R.E. Neilan, The International GPS service for Geodynamics: development and start of official service on January 1, 1994 // Bulletin Geodesique, 68,1994, P.39-70.

74. Bilitza D. The International Reference Ionosphere. National Science Data

75. Center. NSSDC/WDC-A-S Report. D. 9022. 1990.

76. Blewitt, G., An automatic editing algorithm for GPS data, Geophysical Research Letters, 1990.

77. Calais E., Lesne O., Devershere J., San'kov V., Lukhnev A., Miroshnitchenko A., Buddo V., Levi K., Zalutzky V., Bashkuev Yu. Crustal deformation in the Baikal rift from GPS measurements // Geophys. Res. Lett. 1998. № 25(21). P.4003-4006.

78. Calais E., Minster B.J. GPS detection of ionospheric perturbations following the January 1994, Northridge earthquake. // Geophysical Research Letters 1995, V.22, P.1045-1048.

79. Calais E., Minster B.J. GPS detection of ionospheric perturbations following a Space Shuttle ascent. // Geophysical Research Letters 1996, V.23, P. 18971900.

80. Calais E., Minster B.J., Hofton M.A., Hedlin M.A. Ionospheric signature of surface mine blasts from Global Positioning System measurements. // Geophys. J. Int. 1998, V.132, P. 191-202.

81. Codd E.F. Relation Model of Data for Large Shared Data Banks //Comm. ACM. 1970. - V.13, №.6. - P.377-383.

82. Colombo, O.L, Ephemeris errors of GPS satellites // Bulletin Geodesique, 60, 1986, P.64-84.

83. Daubechies I. Ten Lectures on Wavelets. Philadelphia: SIAM, 1991.

84. Evans A. Summary of the Workshop on GPS Exchange Formats // Proceedings of the Fifth International Geodetic Symposium on Satellite Systems. Las Cruces, 1989. P.917.

85. Geodetic Base Station Software User's Manual. Ashtech USA, 1998. -97 p.

86. GPS Surveyor's Field Guide. A Field Guidebook for Dynamic Surveying. Trimble Navigation, Sunnyvale 1992. 71 p.

87. Grossman A., Morlet J. Decomposition of Hardy into square integrable wavelets of constant shape // SIAM J. Math. Anal. 1984. V 15. P. 723-736.

88. Haar A. Math. Ann.' 69331.1910

89. Hatanaka, Y., A RINEX Compression Format and Tools // Proceedings of ION GPS-96, September 17-20, 1996. P.177-183.

90. Herring, T.A., GLOBK: Global Kalman filter VLBI and GPS analysis program Version 10.1 Internal Memorandum, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, 2003.

91. Hofmann-Wellenhof В., Lichtenegger H., Collins J. Global Positioning System (GPS). Theory and Practice. Springer-Verlag Wien, NY 1992 468 p.

92. Jakowski, N., TEC monitoring by using satellite positioning systems // Modern Ionosphere Science, edited by H. Kohl et al., European Geophys. Soc., 1996, P.371-390.

93. Jeff Hum. Differential GPS explained. An expose of the surprisingly simple principles behind today's most advanced positioning technology. Trimble Navigation, Sunnyvale 1993. 55 p.

94. Klobuchar J. A., Ionospheric time-delay algorithm for single-frequency GPS users, IEEE Transactions on Aerospace and Electronics System, 1986, V. 23, N 3, P.325.

95. Kozienko L.V. and Yu.B. Bashkuev. Using GPS/GLONASS at railways applications in Russia (Current status overview) // Proc. of 2003 Int. Symp. On GPS/GNSS. Tokyo, Japan. 2003. P. 101-106.

96. Leva J.L., M.U. de Haag, and K. Van Dyke. Performance of Standalone GPS // Understanding GPS: Principles and Applications, edited by E.D. Kaplan, Artech House Publishers, Norwood, Massachusetts, 1996. P.237-320.

97. Lu, G., X. Pi, A. D. Richmond, and R.G. Roble, Variations of total electron content during geomagnetic disturbances // Geophys. Res. Lett., 25,1998. P.253-256.

98. Mannucci, A.J., C.M. Ho, U.J. Lindqwister, T.F. Runge, B.D. Wilson and D.N. Yuan. A global mapping technique for GPS-drived ionospheric TEC measurements. Radio Science, 1998. V 33. N 8. P.565-582.

99. Misra P., Burke B.P. and Pratt M.M., GPS Performance in Navigation // Proceedings of the IEEE (Special Issue on GPS), Vol. 187, No. 1, January1999. P.65-85.

100. Murray, M.H., Global Positioning System Measurement of Crustal Deformation in Central California // Ph. D. thesis, Massachusetts Institute of Technology. 1991. - 223 p.

101. NAVSTAR GPS. Interface Control Document. ICD-GPS-200C, 2000. Ресурс Internet: http://vyww.arinc.com/gps/icd200c.pdf

102. Niell, A.E., R.W. King, S.C. McClusky, T.A. Herring, Radome effects on GPS height measurements with choke-ring antennas // Eos Trans. AGU, Spring Meeting Supplement, S71, 1996.

103. Randal L. Schwartz, Learning Perl. O'Reilly & Associates, 1993. 274p.

104. Receiver Communication Software User's Guide.-Ashtech USA, 1998. -94 p.

105. Saito, A., S. Fukao, and S. Miyazaki, High resolution mapping of TEC perturbations w ith G SI G PS n etwork о ver J apan // G eophys. Res. L ett., 2 5, 1998, P.3079-3082.

106. Santerre R. Impact of GPS Satellite Sky Distribution // Manuscripta Geodaetica, Vol. 16, 1991. P.28-53.

107. Schaffrin, В., and Y. Bock, A unified scheme for processing GPS phase observations // Bulletin Geodesique, 62, 1988, P. 142-160.

108. Skone, S., and M. de Jong. The impact of geomagnetic substorms on GPS receiver performance // Earth, Planets and Space. V. 52. P. 1067-1071.2000.

109. Statement by the President regarding the United States' decision to stop degrading Global Positioning System accuracy.// Ресурс Internet: http://www.ngs.noaa.gov/FGCS/info/sansSA/docs/statement.html

110. Swanson E.R. Geometric Dilution of Precision // Navigation: Journal of The Institution of Navigation, Vol. 25, No. 4, 1978-79. P.425-429.

111. TEQC: The toolkit for GPS/GLONASS Data.// Ресурс Internet: http ://www. un avco.org/facility/soft ware/teq c/teq c.html

112. Wall L., Christiansen T. and Randall L. Schwartz. Programming Perl, 2nd Edition. O'Reilly and Associates. September 1996. 670 p.

113. Vetterli M. Wavelets, Approximation and Compression. // IEEE Signal Proc. Magazine, September 2001. 15 p.

114. Wavelet Gallery // Ресурс Internet: http://www.wavelet.org/phpBB2/ gallery.php

115. Werner Gurtner, RINEX: The Receiver Independent Exchange F ormat .// Ресурс Internet: http://igscb.jpl.nasa.gov/igscb/data/format/ rinex2.txt

116. Yamamoto A., Ohta Y., Okuzawa Т., Taguchi S., Tomizawa I. and T. Shibata. Characteristics of TEC variations observed at Chofu for geomagnetic storms // Earth Planets Space, 2000, 52, P. 1073-1076.

117. Yu, S .B. and Tsai C.S. A dense continuous GPS array for monitoring crustal d eformations in T aiwan // P roc. о f 2 003 Int. S утр. О n G PS/GNSS. Tokyo, Japan. 2003. P.479-485.

118. Ресурс Internet: http://sopac.ucsd.edu/

119. Ресурс Internet: http://www.mathworks.com

120. Ресурс Internet: http://www.emsd.iks.ru/gps.html

121. Ресурс Internet: http://www.agp.ru/catalog/dgps/index.htm

122. Ресурс Internet: ftp://igscb.ipl.nasa.gov/igscb/software/rnxcmp/docs/

123. Состояние спутниковой навигационной системы Navstar GPS

124. Информация по состоянию на 11 Февраля 2005 года (по материалам U.S. Naval Observatory, Washington, DC).

125. В настоящее время система GPS насчитывает тридцать рабочих спутников, равномерно распределённых по орбитам. (Полнофункциональная система подразумевает минимум 24 спутника).

126. Краткое описание типов GPS спутников системы NAVSTAR

127. Основные типы данных, содержащиеся в RINEX-файлах наблюдений1 2 .10 OBSERVATION DATA G (GPS) RINEX VERSION / TYPE2 teqc 2002Маг14 20050224 15:35: 4UTCPGM / RUN BY / DATE

128. MSWin2000|IAx86-PXI | WC1386 11.0|MSWin95/98/NT/2000|4 86/DX+ COMMENT

129. BIT 2 OF LLI FLAGS DATA COLLECTED UNDER A/S CONDITION COMMENT5 ULAZ MARKER NAME 6 -Unknown- OBSERVER / AGENCY

130. SNR is mapped to RINEX snr flag value 1-9. COMMENT

131. Lis 1 -> 1; 90 -> 5; 210 -> 9 COMMENT

132. С1 значения псевдодальностей, измеренные с помощью С/А-кода на частоте Li;

133. Р2, Р1 значения псевдодальностей, измеренные с помощью Р-кода на частотах Lj и L2;

134. Dl, D2 значение доплеровских частот на Lj и L2 соответственно (знак плюс или минус перед числом означает, что спутник приближается или, наоборот, отдаляется от наблюдателя).

135. Значение фазы измеряется в полных циклах, псевдодальность в метрах, а доплеровская частота - в Гц. В строках 13-15 размещены некоторые комментарии.

136. Строка 33 начало новой 30 с сессии измерений, структура записи в строках 35-47 аналогична предыдущей.

137. Основные типы данных, содержащиеся в навигационных RINEX-файлах1 2 .10 N: GPS NAV DATA RINEX VERSION / TYPE 2 teqc 2002Маг14 20050224 15:35: 4UTCPGM / RUN BY / DATE

138. Сценарий первичной обработки данных на языке Perl1 2