Model procjene položaja satelita zasnovan na satelitskim efemeridama satelitskog sustava za određivanje položaja

master's thesis

• Author: Goran Perković
• Mentor: Renato Filjar (mentor)
• Mentor: Luka Grubišić (mentor)
• Committee member: Renato Filjar (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Luka Grubišić (član povjerenstva)
• Committee member: Rudi Mrazović (član povjerenstva)
• Committee member: Boris Guljaš (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Science; (Department of Mathematics); Zagreb
• Defense date and country: 2019-09-27, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: NATURAL SCIENCES; Mathematics

Abstract

Današnji svijet gotovo je nezamisliv bez korištenja satelitske navigacije. Velik broj tehnoloških sustava zasniva svoje poslovanje na korištenju navigacijskih sustava te ovisi o njihovoj točnosti i pouzdanosti. Cilj ovog rada je opisati model procjene položaja satelita zasnovan na satelitskim efemeridama satelitskog sustava za određivanje položaja. Precizan položaj satelita u trenutku odašiljanja signala neophodan je ulazni podatak u postupku određivanja položaja satelitskim sustavom. Procjenu položaja satelita određuje korisnički prijemnik za satelitsku navigaciju na osnovu podataka o satelitskim orbitama primljenih u navigacijskog poruci. Na početku rada opisan je rad globalnih navigacijskih satelitskih sustava(GNSS) na primjeru GPS sustava te su objašnjeni vremenski i referentni okviri koji se koriste u domeni navigacijske primjene. U nastavku je opisan algoritam procjene položaja satelita korištenjem orbitalnih (Keplerovih) parametara s naglaskom na Keplerovu jednadžbu. Keplerova jednadžba je nelinearna jednadžba kojom se određuje ekscentrična anomalija; kut koji definira položaj satelita u eliptičnoj orbiti. Kako je Keplerova jednadžba nelinearna, predstavljene su iterativne metode rješavanja nelinearnih jednadžbi. Na kraju je opisana računalna izvedba navedenog algoritma u programskom okruženju R s pripadnom analizom sa stajališta točnosti, stabilnosti i računalne učinkovitosti.

Abstract (english)

Contemporary world is inconceivable without satellite navigation utilization: irrefutable argument in the reference to the astonishing number of technological systems basing their functioning upon navigation systems and consequently, dependence according to their accuracy and reliability. The aim of this paper is to describe a satellite position estimation model based on the satellite ephemerides of the satellite positioning system. Accurate satellite position simultaneous to the broadcasting moment indicates essential entry data in the procedure of position estimation via satellite system. Satellite position estimation is determined by the satellite navigation user receiver based on the satellite orbit data received in the navigation message. Introductory part illustrates global navigational satellite systems’ activity with respect to GPS example, taking in the consideration temporal and reference frames used in the navigational domain. Paper prolongates with algorithm of satellite position assessment using orbital (Kepler) parameters, with distinct regard of Kepler’s equation – nonlinear equation providing eccentric anomaly (angle defining satellite position within elliptic orbit). Since Kepler’s equation is nonlinear, iterative methods of solving nonlinear equations have been provided. Final element of the paper reveals computer implementation of the aforementioned algorithm – employing programming interface R with associated analysis regarding accuracy, stability and computer efficiency

• Keywords: satelitska navigacija; model procjene položaja satelita; satelitske efemeride; globalni navigacijski satelitski sustavi; Keplerova jednadžba
• Keywords (english): satellite navigation; satellite position estimation model; satellite ephemerides; global navigational satellite systems; Kepler’s equation
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:314704
• Study programme: Title: Computer Science and Mathematics; Study programme type: university; Study level: graduate; Academic / professional title: magistar/magistra računarstva i matematike (magistar/magistra računarstva i matematike)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Created on: 2020-02-17 11:44:01