ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИСЦИПЛИНЫ

М2.В.03. Спутниковые радионавигационные системы

Место дисциплины в структуре основной образовательной программы

Профессиональный цикл

Вариативная часть

1. Пререквизиты	Иностранный язык для научных целей (М1.В.01); История и методология науки и техники (применительно к радиотехнике) (М1.Б.02); Научно-исследовательская работа в семестре (М3.Р.03); Статистическая теория радиотехнических систем (М2.В.01); Теория и техника радиолокации и радионавигации (М2.Б.03); Теория цифровой обработки сигналов (М2.В.02); Устройства приема и обработки сигналов (М2.Б.01)
2. Кореквизиты*	Математическое моделирование средствами MatLab (М2.В.07.02); Методы повышения помехоустойчивости радиотехнических систем (М2.В.08.01); Научно-исследовательская работа в семестре (М3.Р.03); Основы телевидения (М2.Б.05); Перспективные радиолокационные системы (М2.В.09.01); Перспективные радионавигационные системы (М2.В.09.02); Полунатурное моделирование средствами National Instruments (М2.В.07.01); Радиотехнические системы передачи информации (М2.Б.04); Сложные сигналы в радиосистемах (М2.В.08.02)
3. Постреквизиты*	Итоговая государственная аттестация (М4.Р.01); Научно-исследовательская практика (М3.Р.02)
4. Трудоемкость дисциплины-модуля, з. е.	3

Цели дисциплины

Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций:

Перечень формируемых компетенций в соответствии с ФГОС

профессиональные (ПК):

способностью использовать результаты освоения фундаментальных и прикладных дисциплин магистерской программы (ПК-1);

способностью понимать основные проблемы в своей предметной области, выбирать методы и средства их решения (ПК-3);

способностью самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности (ПК-4);

способностью проектировать радиотехнические устройства, приборы, системы и комплексы с учетом заданных требований (ПК-9);

способностью самостоятельно осуществлять постановку задачи исследования, формирование плана его реализации, выбор методов исследования и обработку результатов (ПК-16).
Перечень формируемых дополнительных компетенций в соответствии с паспортом ООП ВПО

способностью самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности знания в области спутниковых радионавигационных систем GPS, ГЛОНАСС, GALILEO и других направлениях развития радионавигации (ПКД-2);

метрологического

безопасности жизнедеятельности

Требования к результатам освоения дисциплины

В результате освоения дисциплины студент должен:

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Знания, умения, владения опытом, предусмотренные ФГОС

Знать:

принципы построения и основные характеристики радионавигационных систем, методы определения местоположения.

Уметь:

применять методы теории оптимальных решений при проектировании радиосистем передачи информации, радиолокационных и радионавигационных систем.

Владеть:

методами проектирования радиотехнических устройств, приборов, систем и комплексов.
Дополнительные знания, умения, владения опытом в соответствии с паспортом ООП ВПО

Знать:

радиоэлектронных

принципы построения радиоэлектронных устройств и систем, использующих технологии радиолокации и радионавигации;

характеристики радиоэлектронных систем, использующих технологии радиолокации и радионавигации;

ожидаемые характеристики исследуемых радиоэлектронных систем локации и навигации.

Уметь:

применять принципы радиолокации и радионавигации для создания новых радиоэлектронных систем ;

оценивать характеристики радиоэлектронных систем локации и навигации в условиях эксперимента ;

применять физические модели для анализа и оптимизации радиоэлектронных устройств и систем локации и навигации ;

проектировать изделия с применением радионавигационных технологий.

Владеть:

навыками проектирования изделий с применением радионавигационных технологий.
Краткое описание дисциплины

Дисциплина посвящается изучению принципов построения и характеристик радионавигационных систем и устройств. Рассматриваются радиосистемы дальней и ближней навигации, спутниковые системы, автономные радиосистемы, применяемые в морском судоходстве, авиации и в других областях, где требуется точное определение координат местонахождения подвижных или стационарных объектов.

Удельный вес занятий, проводимых в интерактивных формах

В интерактивных формах проводится 42,11 % от объема аудиторной нагрузки по дисциплине, который составляет 38 час.

Трудоемкость освоения дисциплины

Форма обучения: очная

Виды учебной работы, формы контроля	Всего, час.	Учебный семестр 3
Аудиторные занятия, час.	38	38
Лекции, час.	2	2
Практические занятия, час.	0	0
Лабораторные работы, час.	36	36
Самостоятельная работа студентов, час.	70	70
Вид промежуточной аттестации (зачет - З, зачет дифференцированный - ЗД, экзамен - Э, экзамен по накопительному признаку - ЭН)	З
Общая трудоемкость по учебному плану, час.	108	108
Общая трудоемкость по учебному плану, з. е.	3	3

Виды самостоятельной работы студента по дисциплине	Норма времени на ед работы, час	Всего, час	Учебный семестр 3
Работа расчетно-графическая	20	20	20
Реферат	6	12	12
Подготовка к аудиторным занятиям	1	38	38

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Код раздела	Раздел дисциплины [наименование]	Содержание*
Р1	Принципы радионавигации	Основные понятия. Физические основы. Навигация по геофизическим полям Земли, по методу счисления пути, по сигналам опорных станций, корреляционно - экстремальная радионавигация. Тактические и технические параметры РНС.
Р2	Классификация РНС	Радиосистемы автономные и неавтономные. Радиосистемы дальней и ближней навигации. Спутниковые РНС.
Р3	Методы определения местоположения по сигналам опорных станций	Угломерный, дальномерный, угломерно-дальномерный, разностно-дальномерный. Ошибки определения местоположения. Рабочие зоны РНС. Геометрический фактор.
Р4	Радионавигационные устройства	Радиодальномеры, радиопеленгаторы, измерители скорости.
Р5	РНС дальней навигации	Фазовые дальномерные РСДН на примере системы «Omega». Импульсно-фазовые разностно-дальномерные РСДН на примере системы «Loran-C». Точность фазовых РСДН.
Р6	РНС ближней навигации	Назначение и принцип действия. Принципы построения каналов дальности и азимута РСБН. Радиосистемы посадки самолетов.
Р7	Спутниковые РНС	Системы координат и системы отсчета времени в спутниковой радионавигации. Орбитальные и навигационные характеристики спутников. Методы навигационных определений в спутниковых РНС. Проблемы эфемеридного и частотно-временного обеспечения в спутниковой радионавигации. Структура спутниковых РНС первого и второго поколения. Навигационные сигналы в системах GPS и ГЛОНАСС. Структура навигационного сообщения в сигналах СРНС. Источники погрешностей навигационных определений в СРНС и пути повышения точности. Принципы дифференциальной коррекции. Дифференциальные подсистемы. Особенности построения аппаратуры потребителей. Алгоритмы обработки навигационных сигналов в аппаратуре потребителей. Протоколы обмена навигационными данными с внешними устройствами. Применение спутниковой радионавигации в морском и речном судоходстве, авиации, для контроля движения наземного транспорта и в других областях.

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМА УЧЕБНОГО ВРЕМЕНИ ДИСЦИПЛИНЫ ПО РАЗДЕЛАМ И ВИДАМ РАБОТ

Форма обучения очная

ОРГАНИЗАЦИЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ И САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ ПО ДИСЦИПЛИНЕ Лабораторный практикум

№	Раздел дисциплины [код раздела]	Наименование работы	Объем учебного времени, час.
1	Р1-Р6	Исследование влияния условий приема навигационных сигналов на точность навигации	8
2	Р1-Р6	Исследование точности навигации в дифференциальном режиме	8
3	Р7	Знакомство с навигатором GPSMAP 76. Работа с Навигатором в режиме моделирования.	10
4	Р7	Приобретение практических навыков работы с Навигатором в режиме реальной навигации	10

Практические занятия

Не предусмотрено

Самостоятельная работа студентов Перечень тем рефератов Применение СРНС в авиации и космосе. Применение СРНС на морском, речном и наземном транспорте. Перспективы развития радионавигации. Перечень тем домашних работ

Не предусмотрено

Перечень тем контрольных работ

Не предусмотрено

Перечень тем расчетных работ

Не предусмотрено

Перечень тем расчетно-графических работ

Расчет точности определения местоположения объекта по сигналам опорных станций в системах дальней навигации.

Задания для расчета индивидуальные для каждого студента

Тематика коллоквиумов

Не предусмотрено

Тематика курсового проектирования

Не предусмотрено

Примерный перечень контрольных вопросов для подготовки к промежуточной аттестации по дисциплине
Принцип навигации по картам звездного неба. Принцип навигации по методу счисления пути. Принцип навигации по сигналам опорных станций. Угломерный метод определения местоположения. Принцип, ошибки, рабочая зона. Угломерно-дальномерный метод определения местоположения. Принцип, ошибки, рабочая зона. Разностно-дальномерный метод определения местоположения. Принцип, ошибки, рабочая зона. Дальномерный метод определения местоположения. Принцип, ошибки, рабочая зона. Псевдодальномерный метод определения местоположения. Принцип, ошибки, рабочая зона. Доплеровский метод определения местоположения. Принцип, ошибки, рабочая зона. Принцип действия фазовой дальномерной радиосистемы дальней навигации (РСДН). Обработка сигнала в аппаратуре потребителя РСДН «Omega». Принцип действия импульсно-фазовой РСДН «Loran-C». Точность фазовых РСДН. Принцип действия радиосистем ближней навигации (РСБН). Принципы построения канала азимута РСБН. Принцип действия радиосистем посадки самолетов. Особенности построения систем посадки в метровом и сантиметровом диапазонах. Зона обзора, зона видимости, продолжительность наблюдения в спутниковой радионавигации. Орбитальная конфигурация сети навигационных спутников в СРНС первого и второго поколения. Принцип действия СРНС первого поколения. Принцип действия СРНС второго поколения. Проблема эфемеридного обеспечения в спутниковой радионавигации. Проблема частотно-временного обеспечения в спутниковой радионавигации. Характеристика навигационных сигналов в системе GPS. Характеристика навигационных сигналов в системе «Глонасс». Источники погрешностей навигационных определений в спутниковой радионавигации. Способы повышения точности навигационных определений в спутниковой радионавигации. Принципы дифференциальной коррекции в спутниковой радионавигации. Дифференциальные подсистемы в спутниковой радионавигации. Аппаратура потребителя в СРНС «Глонасс». Алгоритмы поиска и захвата сигнала в аппаратуре потребителя СРНС «Глонасс». Схема слежения за задержкой в аппаратуре потребителя СРНС «Глонасс». Что такое радионавигационная система и каковы её отличия от радиолокационной системы? Что является общим у радиолокационных и радионавигационных систем? Какие координатные системы используются в радионавигации и в чём их отличия? Чему равно время запаздывания сигнала, если он прошел расстояние 150 км? Чему равен доплеровский сдвиг несущей частоты сигнала, равной 109 Гц, если передатчик и приёмник сигнала сближаются со скоростью 1200 км/ч? Сравните методы определения местоположения объекта. Как и для чего используются в радионавигации поверхности и линии положения? Что такое средняя квадратическая погрешность и какова вероятность ошибки, не превышающей её? Зачем нужно знать рабочую зону РНС? Какова функция эталона времени аппаратуры потребителя пассивной дальномерной РНС? Какая относительная стабильность частоты требуется в дальномерной, квазидальномерной и разностно-дальномерной системах? Каковы особенности определения местоположения потребителя в спутниковых РНС? Назовите функции подсистем СРНС. Какой порядок имеет значение мощности принимаемого сигнала в СРНС? Что собой представляет дальномерный код? Из каких соображений выбирают параметры дальномерного кода? Как удаётся на одной несущей частоте одновременно передавать дальномерный код и навигационное сообщение? Зачем нужна потребителю навигационная информация, передаваемая со спутника? Как идентифицируются космические аппараты в спутниковых РНС? По какому критерию в аппаратуре потребителя выбирается рабочее созвездие? Поясните процесс измерения дальности в аппартуре потребителя спутниковой РНС? Каковы основные источники погрешностей СРНС и какими мерами снижают их влияние на точность системы? Что такое дифференциальный режим измерений в РНС? За счёт чего удаётся повысить точность системы? Каковы основные особенности фазовых РСДН? В каких диапазонах радиоволн работают РСДН и почему? Что такое многозначность фазового дальномера и как её избежать? Можно ли перевести бортовую аппаратуру системы Loran-C с разностно-дальномерного режима в дальномерный и что для этого требуется? Для чего применяются радиосистемы ближней навигации (РСБН)? Что такое азимутально-дальномерная РСБН? На чём основан принцип действия канала дальности РСБН? Что такое пропускная особенность канала дальности и чем она ограничена? Чем ограничена точность канала дальности? Чем отличаются известные варианты построения канала азимута РСБН? Что снижает точность канала азимута РСБН? В чём основная задача радиосистем посадки самолётов (РСП)? Каково основное отличие РСП сантиметрового и метрового диапазонов? Как задаётся траектория посадки в РСП метрового диапазонов? Какие измерительные каналы входят в состав РСП метрового диапазона? Каковы основные недостатки РСП метрового диапазона и каким образом они устраняются в РСП сантиметрового диапазона? Поясните принцип получения информации об угловом отклонении летательного аппарата от требуемой траектории посадки. СООТНОШЕНИЕ РАЗДЕЛОВ И ПРИМЕНЯЕМЫХ МЕТОДОВ И ТЕХНОЛОГИЙ ОБУЧЕНИЯ

(соотношение указывается знаком + или X)

Код раздела дисциплины	Активные и интерактивные методы обучения	Формы учебных занятий и виды учебной деятельности
Лекция	Практич. занятие	Лабораторная работа	Подготовка к ауд. занятиям	Курсовой проект	Курсовая работа	Расчетно-граф. работа	Расчетная работа	Контрольная работа	Домашняя работа	Реферат	Коллоквиум
Р1-Р6	Методы активного обучения	+	+
Проектная работа
Обучение на основе опыта (кейс-анализ, case-study)	+
Имитационные технологии (деловые игры и др.)
Методы проблемного обучения (дискуссии, поисковые работы, исследовательский метод и т. п.)	+	+
Командная работа
Другие (указать, какие)
Дистанционные образовательные технологии и электронное обучение	+
Сетевые учебные курсы
Виртуальные практикумы и тренажеры
Вебинары и видеоконференции
Асинхронные web-конференции и семинары
Совместная работа и разработка контента
Другие (указать, какие)
Р7	Методы активного обучения	+	+
Проектная работа	+
Обучение на основе опыта (кейс-анализ, case-study)	+
Имитационные технологии (деловые игры и др.)	+
Методы проблемного обучения (дискуссии, поисковые работы, исследовательский метод и т. п.)	+	+
Командная работа	+
Другие (указать, какие)
Дистанционные образовательные технологии и электронное обучение	+
Сетевые учебные курсы
Виртуальные практикумы и тренажеры
Вебинары и видеоконференции
Асинхронные web-конференции и семинары
Совместная работа и разработка контента
Другие (указать, какие)

ПРОЦЕДУРЫ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ И ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ В РАМКАХ БАЛЛЬНО-РЕЙТИНГОВОЙ СИСТЕМЫ

Не применяется

Процедуры текущего контроля

(таблица заполняется для очной формы обучения)

Мероприятия текущего контроля, утвержденные кафедрой по согласованию с преподавателем	Раздел, тема дисциплины	Сроки – семестр, учебная неделя	Максимальная оценка в рейтинговых баллах, утвержденная кафедрой*
Посещение лекций (n)	max….
Посещение практических занятий (n)	max…
Участие в лабораторных работах (n)	max…
Выполнение самостоятельных контрольных мероприятий (не менее трех, например):
…выполнение теста,	max…
…выполнение контрольной работы,	max…
…выполнение расчетно-графических работ…	max…
Итого: результат текущего контроля (R тек.)*	max. 100 баллов

Процедуры промежуточной аттестации и текущего контроля

Форма промежуточной аттестации и текущего контроля	Максимальная оценка в рейтинговых баллах*
(зачет, экзамен, коллоквиум, курсовой проект и т. д.)	R пром. – max 100 баллов

Примерная тематика мероприятий промежуточной аттестации и текущего контроля

(экзаменационные вопросы, темы коллоквиумов, курсовых проектов и т. д.)

Устанавливаемый кафедрой коэффициент соотношения результатов промежуточной аттестации и текущего контроля дисциплины

Коэффициент результата текущего контроля

(от 0 до 1)

Коэффициент результата промежуточной аттестации (от 0 до 1)

k тек.= 0,5 (или 0,6)

k пром.=0,5 (или 0,4)

Формула расчета рейтинга результата освоения дисциплины

(Rд.1 - max. 100 баллов)*

Rд.1= R тек. k тек. + R пром. k пром.

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Рекомендуемая литература Основная литература
, Cистемы cпутниковой радионавигации / Учебное пособие. Национальный авиационный університет. – К.: Холтех, 2010 -520с. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования. Справочное пособие/ Под ред. , . Издание 4-е перераб. и доп. М.: Радиотехника. 2010. - 800 с. Физические принципы работы GPS/ГЛОНАСС. /Монография. – Новосибирск: СГГА. 2009. 110с. , Спутниковые системы навигации: Лабораторный практикум на компьютере. - Киев (Украина): Национальный авиационный университет, 2008. - 286 с. Дополнительная литература
Вестник ГЛОНАСС. Отраслевой журнал по спутниковой навигации. Периодическое издание. http://aggf. ru/proekt/vestnik . GPS: Все, что Вы хотели знать, но боялись спросить. Неофициальное пособие по глобальной системе местоопределения, М.: Литературное агентство «Бук-Пресс». 2006. 352 с. , . Радионавигационные системы: учебник для вузов.- М.: Изд-во «Радиотехника», 2005. Информационные технологии в радиотехнических системах: Учебное пособие/, , и др./Под ред. . – М: Изд-во МГТУ им. ,2003. Основы спутниковой навигации. М: Горячая линия–Телеком, 2005 Спутниковая навигация и ее приложения. М: Эко-Тренз, 2003. Глобальная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС/Под. ред. , , . –М.: ИРПЖР. 1998.- 400с. Авиационная радионавигация. Справочник / Под ред. . М: Транспорт, 1990 Методические разработки кафедры
Технология спутниковой радионавигации// Лабораторный практикум. Кафедра РТС. Екатеринбург; ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005. Исследование работы автоматического радиокомпаса АРК-10. Методические указания к лабораторной работе/ Свердловск: УПИ, 1983. РАДИОНАВИГАЦИОНЫЕ СИСТЕМЫ: Методические указания по курсу «Радионавигационные системы» (210304 – Радиоэлектронные системы), «Радиотехнические системы» (210303 - Радиотехника)/ Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2007. 32 с. Программное обеспечение Операционная система Windows XP Microsoft Office 2010 Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
Портал информационно-образовательных ресурсов УрФУ http://study. ustu. ru Зональная научная библиотека УрФУ http://library. ustu. ru GPS клуб. Сообщество любителей и профессионалов http://gps-club. ru/ Российский навигационный сервер. http://www. internavigation. ru Электронные образовательные ресурсы УрФУ Технология спутниковой радионавигации: лабораторный практикум/ . Екатеринбург; ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005. http://study. ustu. ru/view/aid/3419/006378.pdf Учебно-методический комплекс. Радионавигационные системы. . Екатеринбург; ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2007. http://study. ustu. ru/umk/umk_view. aspx? id=4390 Фонд оценочных средств

Не используются

УЧЕБНО-МАТЕРИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Общие требования
Лекционный материал должен изучаться в специализированной аудитории, оснащенной современным компьютером с подключенным к нему проектором с видеотерминала персонального компьютера на настенный экран. Лабораторные работы должны выполняться в специализированных классах, оснащенных современными персональными компьютерами и программным обеспечением, в соответствии с тематикой изучаемого материала; число рабочих мест в классах должно быть таким, чтобы обеспечивалась индивидуальная работа студента на отдельном персональном компьютере. Сведения об оснащённости дисицплины специализированным и лабораторным оборудованием

Лабораторные установки и действующие приборы:

Авиационный радиокомпас АРК-10. Приемник сигналов спутниковой навигации GPSMAP 76 Комплект навигационного приемника и программного обеспечения фирмы Ashtech для системных разработчиков. Персональный компьютер. Измерительные приборы. Источник питания бортовой аппаратуры.

ЛИСТ РЕГИСТРАЦИИ ИЗМЕНЕНИЙ В РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЕ

Номер листа

изменений

Номер

протокола заседания кафедры

Дата

заседания кафедры

Всего листов в документе

Подпись

ответственного за внесение

изменений

Общая характеристика дисциплины М2.В.03. Спутниковые радионавигационные системы

Не предусмотрено

Оглавление

Домашний очаг

Справочная информация

Техника

Общество

Образование и наука

Мир

Бизнес и финансы