Рабочая программа дисциплины Космическая геодезия

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ГЕОДЕЗИИ И КАРТОГРАФИИ (МИИГАИК)
Утверждаю:
Ректор МИИГАиК
_________________ А.А. Майоров
«____»__________2014 г.
Номер внутривузовской регистрации
__________________
Рабочая программа дисциплины
Космическая геодезия
Направление подготовки
Геодезия и дистанционное зондирование
Профиль подготовки
Космическая геодезия и навигация
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Форма обучения
Очная
Москва, 2014
1. Цели освоения дисциплины
Целью освоения дисциплины Космическая геодезия является формирование
профессиональных компетенций, определяющих способность бакалавров
соответствующего
профиля
решать
геодезические,
геофизические,
океанографические задачи методами космической геодезии в рамках
производственно-технологической, проектно-изыскательской, организационноуправленческой и научно-производственной деятельности.
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Данная учебная дисциплина входит в раздел «Б3, Б4. Профессиональный
цикл. Базовая (общепрофессиональная) часть» ФГОС ВПО по направлению
подготовки
«Геодезия и дистанционное зондирование» (профиль –
космическая геодезия и навигация).
Изучению дисциплины «Космическая геодезия» должно предшествовать
изучение таких дисциплин как «Математика», «Физика», «Высшая геодезия»,
«Теория математической обработки измерений», целесообразно, как минимум,
параллельное изучение таких дисциплин как «Астрометрия», «Теория фигуры
Земли и геодезическая гравиметрия», «Теория движения искусственных
спутников Земли (Теория движения ИСЗ)». Должна быть предусмотрена также
связь с такими дисциплинами как «Спутниковые системы и технологии
позиционирования в геодезии», «Физические основы оптико-электронных
измерений (Физические основы ЭОП измерений)», «Геоинформационные
системы и технологии»
Схема междисциплинарных связей
Дисциплина
«Математика»
Дисциплина
«Высшая
геодезия»
Дисциплина
«Физика»
Дисциплина «Теория математической
обработки измерений»
Дисциплина
“Теория
движения ИСЗ”
Дисациплина
“Астрометрия”
Дисциплина «Космическая геодезия»
Дисциплина «Спутниковые
системы и технологии
позиционирования»
Дисциплина
«Физич.основы
ЭОП измерен.»
Дисциплина
«Геоинформационные
системы и технологии»
2
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения
дисциплины “Космическая геодезия”
ОК 1,ОК 2, ОК 3, ОК 4; ОК 5, ОК 6, ОК 7, ОК 8, ОК 9, ОК 10, ОК 14.
ОПК 1.
ПК 1, ПК 21, ПК 22, ПК 24, ПК 26, ПК 28, ПК 29.
4. Структура и содержание дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет 8 зачетных единиц, 288 часов.
Семестр
№
п/п
1
2
3
4
5
6
7
Раздел
Дисциплины
Введение
Системы отсчета
в космической
геодезии
Координатная
проблема при
изучении планет
и их спутников
Динамический
метод
космической
геодезии
Определение
фундаментальных
геодезических
постоянных
Всего в 6 семестр.
Геометрические
7
методы
космической
геодезии
Методы
6
Неделя
семестра
1
2-4
5-6
Виды учебной работы, Формы текущего
включая
контроля
самостоятельную
успеваемости (по
работу студентов и
неделям
трудоемкость (в часах)
семестра)
Форма
Всего Лекц Пр/Лаб СРС промежуточной
аттестации (по
семестрам)
8
2
2
4
Собеседование,
проверка
вычислительных
и графических
работ. Проверка
результатов
самостоятельной
работы
24
6
6
12
“----“
16
4
4
8
“----“
7-13
56
14
14
28
“----“
14-15
16
4
4
8
“----“
15
1-5
120
40
30
10
30
10
60
20
“----“
6-10
40
10
10
20
3
8
9
наблюдений в
космической
геодезии
Требования к
геодезическим и
ресурсным ИСЗ и
их орбитам
Специальные
методы космич.
геодезии (РСДБ,
спутниковая
альтиметрия,
ЛЛЛ)
Всего в 7 семестр.
Всего в 6-7 семес.
“----“
11
8
2
2
4
“----“
12-16
40
10
10
20
“----“
16
31
128
248
32
62
32
62
64
124
5. Образовательные технологии.
При реализации программы дисциплины «Космическая геодезия» в часы,
отведенные для аудиторной работы (188 час), занятия проводятся в виде лекций и
практических занятий. Самостоятельная работа студентов подразумевает занятия
под руководством преподавателей в виде консультаций и индивидуальную работу
студента в Вычислительном центре, со специальной литературой, с использованием
компьютерных источников.
6. Критерии достижения результатов обучения по дисциплине. Оценочные
средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по
итогам освоения дисциплины.
6.1. Примерные практические работы для промежуточной аттестации по
итогам освоения дисциплины:
1. Вычисление геоцентрических координат ИСЗ по его топоцентрическим
координатам.
2. Вычисление координат ИСЗ на заданную эпоху (учет прецессии и нутации).
3. Расчет и нанесение на карту – схему трассы полета ИСЗ, движущегося по
круговой орбите (варианты по периоду обращения).
4. Расчет и нанесение на карту – схему зоны видимости ИСЗ с наземного пункта
(варианты по периоду обращения).
5. Расчет и нанесение на карту – схему зоны ночи и зоны тени.
6. Вычисление экваториальных топоцентрических координат ИСЗ по
результатам фотографических наблюдений.
7. Вычисление ориентирующих углов хорды по синхронным фотографическим
наблюдениям ИСЗ (метод Вяйселя).
8. Расчет и нанесение на карту схему зоны, обеспечивающую синхронную
видимость ИСЗ с двух пунктов.
9. Вычисление полярного сжатия Земли по вековым возмущениям в элементах
орбиты (в долготе восходящего узла и в аргументе перигея).
10. Определение координат пункта по измеренным дальностям до спутника
(линейная засечка).
11. Определение координат пункта по измеренным разностям дальностей до
спутника (разностно-дальномерная засечка).
4
12. Вычисление доплеровского сдвига частоты.
13. Определение дальности действия импульсного лазерного дальномера,
измеряющего расстояние до ИСЗ, снабженного лазерными
ретрорефлекторами.
14. Вычисление и нанесение на карту – схему трассы полета ресурсного ИСЗ,
движущегося по солнечно-синхронной орбите.
15. Вычисление и нанесение на карту – схему зоны видимости с ресурсного ИСЗ,
движущегося по солнечно-синхронной орбите.
6.2. Примерные контрольные вопросы для промежуточной аттестации по
итогам освоения дисциплины:
Предмет и задачи космической геодезии.
Роль и значение космической геодезии в решении основных задач о Земле..
Фундаментальное уравнение космической геодезии.
Системы координат и времени, применяемые в космической геодезии.
Земные системы координат.
Невращающаяся система небесных координат.
Орбитальная система координат.
Сущность динамического метода спутниковой геодезии. Общий вид
уравнений поправок в динамическом методе.
9. Вычисление свободных членов уравнений поправок в динамическом
методе.
10. Вычисление коэффициентов уравнений поправок в динамическом методе.
11. Решение уравнений поправок общего динамического метода.
12. Определение параметров геопотенциала по возмущениям орбит спутников.
13. Сущность геометрических задач космической геодезии. Преимущество
методов космической геодезии перед классическими методами геодезии.
14. Основное уравнение в задачах космической геодезии об относительном
положении.
15. Элементы космических геодезических построений.
16. Ориентирующие углы земной хорды.
17. Определение компонентов вектора пункт-пункт по спутниковым
наблюдениям.
18. Методы создания космических геодезических построений.
19. Уравнения поправок в геометрическом методе космической геодезии.
20. Синхронизация наблюдений в геометрическом методе космической
геодезии.
21. “Фотографические” наблюдения ИСЗ. Системы координат, используемые
при обработке “фотографических” наблюдений.
22. Идеальные координаты, их связь с экваториальными координатами.
23. Связь измеренных координат с идеальными. Способ Тернера.
24. Порядок вычисления координат ИСЗ при обработке “фотографических”
наблюдений.
25. Учет при обработке “фотографических” наблюдений влияния дисторсии,
годичной и спутниковой аберрации, рефракции.
26. Телевизионные наблюдения ИСЗ.
27. Лазерные наблюдения ИСЗ. Основные источники погрешностей и редукции
лазерных наблюдений. Требования к параметрам лазерных дальномеров.
28. Лазерные наблюдения ИСЗ. Энергетический расчет отраженного сигнала.
Дальность действия лазерных дальномеров.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
5
29. Примеры отечественных и зарубежных ИСЗ, оснащенных лазерными
уголковыми отражателями.
30. Радиотехнические наблюдения спутников.
31. Измеряемые величины в сетевых спутниковых радионавигационных
системах.
32. Специальные спутниковые измерительные системы DORIS и PRARE.
33. Требования к геодезическим спутникам (параметры орбит, состав бортовой
аппаратуры и т. д.).
34. Требования к параметрам орбит спутников, предназначенных для изучения
природных ресурсов и контроля состояния природной среды.
35. Радиоинтерферометрия со сверхдлинной базой.
36. Спутниковая альтиметрия.
37. Лазерная локация Луны.
7.Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература:
1. Абалакин В К , Краснорылов И.И., Плахов Ю.В. Геодезическая астрономия и
астрометрия. М.: «Картгеоцентр-Геодезиздат», 1996.
2.
Космическая геодезия. / Баранов В.Н., Бойко Е.Г., Краснорылов И.И. и др. –
М.: «Недра»,1986.
3.
Краснорылов И.И., Урмаев М.С. Космическая геодезия. Раздел «Справочника
геодезиста», М.: «Недра»,1985.
4.
Крылов В.И. Космическая геодезия, Учебное пособие.- М.: УПП
«Репрография», МИИГАиК, 2002.
б) дополнительная литература:
1.
Арнольд К. Методы спутниковой геодезии. М.: «Недра», 1973.
2.
Глушков В.В., Насретдинов К.К., Шаравин А.А. Космическая геодезия:
методы и перспективы развития. М.: Институт политического и военного анализа.
2002.
3.
Губанов В.С., Финкельштейн А.М., Фридман П.А. Введение в
радиоастрометрию. М.: «Наука», 1983
4.
Машимов М.М. Высшая геодезия. Методы изучения фигуры Земли и
создания общеземной системы геодезических координат.М.: Изд. ВИА, 1991.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы
Mathcad, Excel;
1.
Учебные модули в электронной библиотеке виртуального университета
МИИГАиК – http://miigaik.openet.ru
2.
Федеральный портал «Российское образование» - http://www.edu.ru/
3.
Интегральный каталог ресурсов Федерального портала «Российское
образование» - http://soip-catalog.informika.ru/
4.
Федеральный фонд учебных курсов http://www.ido.edu.ru/ffec/econindex.html
6
8.Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Учебные лаборатории кафедры астрономии и космической геодезии,
учебный вычислительный центр Геодезического факультета МИИГАиК,
доступ к сети Интернет, приборно-информационные возможности
производственных практик и личные ПК студентов.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом
рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению Геодезия и дистанционное
зондирование и профилю подготовки Космическая геодезия и навигация.
Автор: профессор кафедры астрономии и космической геодезии Краснорылов И.И.
Зав. кафедрой астрономии и космической геодезии: профессор Крылов В.И.
Программа одобрена на заседании Методической комиссии факультета
_____________года, протокол № ________.
7