Zliczanie Doppl. Gdy N i O będą względem siebie w ruchu to fn≠fo. FD=fo-fn. Nadajnik jest na satelicie a odbiornik na statku(statek i Ziemia się rusza). FD=fn⋅(Vw/c), Vw-względna V radialna satelity. Wprowadzono generator o częstotliwości znanej i stałej. Zaczyna zachodzić zdudnienie. Zliczenie Doplerowskie polega na zliczeniu pełnej liczby cykli dudnień w pewnym przedziale czasu. N=∫(od t1 do t2)(fG-fo)dt, N=(fG-fs)⋅(t2-t1)+(fG/c)*Δδ, gdzie Δδ-różnica odległości O-N, czyli: Δδ=(c/fG)⋅(N-ΔF ΔT), ΔF=fG-fs, ΔT=t2-t1. Droga sygnału z satelity wydłuża się przech przez atmosferę co prowadzi do błędu, który kompensuje się przez zliczanie cykli na dwóch różnych f. Błąd powstaje w w yniku refrakcji jonosferycznej. Może być wyeliminowany przy pomiarze 2 f. 5.Układy odniesienia: Określony system wsp oparty na konkretnej pow odniesienia-elipsoidzie obrotowej, w znany sposób zorientowany w stosunku do pow ziemi. Ktoś przed naniesieniem ϕλ na mapę musi wiedzieć czy układ odniesienia wg którego w odbiorniku została określona pozycja to ten sam układ w którym została opracowana owa mapa. Jeżeli nie to z mapy należy odczytać poprawki. Teoretyczną powierzchnią Ziemi jest powierzchnia Geoidy pokrywająca się z przedłużonym pod lądami średnim poziomem mórz i oceanów. Bryłą najbardziej zbliżoną do geoidy jest elipsoida obrotowa. Do zdefiniowania elipsoidy odniesienia, wystarczą dwa parametry(z czterech): a-duża pół oś; b- mała pół oś; biegunowe spłaszczenie α=(a-b)/a; mimośród e=√[(a2-b2)/a2]. Najczęściej podaje się a, 1/α; Podział ukł odniesienia: Globalne: początek układu jest w środku masy Ziemi. Jest to układ geocentryczny. Przyjęta elipsoida odniesie jest max zbliżona do geoidy globalnie. Różnica między geoidą, a elipsoidą sięga kilkudziesięciu metrów. Układy te znalazły zastosowanie w systemach sat. Najbardziej znane to WGS 72 i WGS 84(elipsoida i układ). Lokalne: Początek układu jest w środku przyjętej elipsoidy odniesienia(układy quasi-geocentryczne) Środek ciężkości Ziemi jest przesunięty o wektor(Δx, Δy, Δz) od środka elipsoidy. Na dany rejon przyjmuje się takie wymiary elipsoidy żeby pokrywała się maksymalnie z powierzchnią Ziemi. Najbardziej znane to: ED-50, NAD-83, URS-42; jest ich b. wiele(setki).
Róznice(GPS/GLONAS): płaszczyzny orbitalne (6x4 sat/ 3x8 sat), okres obiegu (11h 58min/11h16min), wysokość orbity (20183km/19100 km), nachylenie orbit(55°/64,8°), częstotliwość(L1 1575,42 MHz/ 1597-1617 MHz)(L2 1227,6 MHz/1240-1260 MHz) ; ( F1=1602 MHz + k0,5625 MHz i F2 = 1246 + k 0,4375MHz) k= 0..24, 20, rodzaj współrz. w almanaku(parametry Kepplera/współrzędne kartezjańskie),czas trwania depeszy naw(12,5min,2,5min), układ odniesienia współrz(WGS-85/SGS-85), błąd pozycji(100m,a bez S.A. 22,5/kilkanascie m). Cechy wspólne: stadiometryczne zasada pomiaru pseudoodleg jednoczesnie do 4 sateli o znanych współ , zasieg globalny pozycja ciagła w real time, system czasu UTC, znajduje się depesz naw, pomiar pseudoodleg na L1 i L2, aby uniknac błedu, posiadają kody C/A i P Segment kosm GPS -składa się z 24 sat rozmieszcz na 6 zbliżonych do kołowych orbitach,których płaszczyzny sa nachylone do płaszczyzny równika pod kątem55°. Orbity w płaszcz równika oddalone są od siebie o 60°dł.geogr..Ich h wynosi 20183km, natomiast czas obiegu satelity wokół Ziemi połową doby gwiazdowej=11h57' i 58,3' Segment naziemny GPS- składa się z 5 naziemnych stacji kontrolnych rozmieszcz równom na kuli ziemskiej (Hawaje, Colorado, Diego Garcia oraz Kwajalein). Wszystkie stacje wyposażone są w 2 komplety specjalnie skonstruowanych odb , z których każdy może śledzić sygnały radiowe od 12 sat na obu generowanych czestotliw. Zadaniem stacji jest śledzenie ruchu i poprawności działania sat, zbieranie danych i przesyłanie ich do głównej stacji kontrolnej systemu . 3 z nich (Ascension, Diego Garcia i Kwajalein) oprócz śledzenia przesyłają również dane do pamięci sat. Główna stacja kontrolna połączona z jedna ze stacji kontrolnych umieszczona w bazie lotniczej Falcon w pobliżu Colorado Springs, na podstawie napływających do niej danych od stacji śledzenia sat oblicza prognozowane parametry orbit oraz odchyłki sat. Dane te są przesyłane i aktualizowane w pamięci . St.Główna oblicza efemerydy na najbliższe 26h oraz odchyłki Δts→depesza wysyłana jest do sat co 24h. Droga sygnału(st.główna→3stacje korygujące→wszystkie sat).
GEOSTAR-System odległościowy w którym pomiary odległości do użytkownika wykonuje centrum kontrolno obliczeniowe na drodze użytkownik-satelity-centrum. Centrum oblicza też wsp. uzytkownika i przekazyje je za pośrednictwem tych samych satelitów. Użytkownik systemu musi nadawać sygnały radiowe przekazywane przez satelity do centrum(master station). Wsp. użytkownika są obliczane w centrum systemu i przekazywane do niego łączem radiowym. Segment kosmiczny ma dwa satelity geost.(H=35780); zasięg ϕ=75O Nlub S. W skład segm. naziemnego wchodzi reper geodezyjny(kontrola systemu i eliminowanie jego stałych błędów) System nasycony, dokładność(30-40m), odbieranie pozycji(system ciągły, na żądanie, okresowo). Poza określaniem pozycji zapewnia: alarmowanie o niebezp., f-cja ratownicza(EPPIRB). GNSS.- tworzyć będą :GPS, GLONASS, WADGPS, INMARST z transponderami sygnałów nawigacyjnych analogicznie do satelitów gps-u(GNSS1), W planach GNSS2 jest zintegrowanie różnych systemów o orbitach niskich,średnich i wyskich. Problemem w GNSS1- inny układ odniesienie i inna skala czasowa w GPS i GLONASS.UE zamierza zbudować : PROPNASS(Niemcy, Rosja) dokład nie gorsza niż 10 m , częst wyznaczen pozycji co 2 sek, ma być syst nienasyconym, koszta maja się rozłożyć na all kraje go budujące, łatwo dostępny w powietrz lądzie i w morzu.EGNOS-AOC, 3 szt. Satelitów geostacjonarnych(λ=15,5W, 21,4E, 64,5E) Segment naziemny-34 stacje pomiarowo -obserwacyjne, 4 gł. Stacje kontrolne, 6 stacji transmitujących dane do satelitów, 2 stacje kontrolno wspomagające. Zasada działania: pom. w 34 st.- wyniki idą do stacji kontrolnych(obl. popr. do pseudoodl. , obl. wartości opóźnień jonosfer.) - stacje transmitujące- sat. Geostacjonarne- retransmisja na f=L1 GPS-u.GALILEO.- System budowany od podstaw. 4 koncerny(Alcatel, Aleni a, Deimler-Benz, Metra Marconi) Założenia- zasięg globalny, czas dowolny, wsp. przestrzenno czasowe, serwis komunikacyjny, związ. z naw., otwarty dostęp do usług masowego odbioru.,dokładnosc w pionie kompatybilnośc i operacyjność z systemem GPS. Segment kosmiczny: 30 sat. MEO, 3 orbity H=24000km. i=52. Koncepcja rezerwowa:24 MEO +9GEO. 95% rynku światowego.Czs zakończenia na 2008r
Parametry GPS - 1.Liczba torów pomiarowych - 1 tor - sygnał z jednej satelity. Koniec lat 80 - 1,2 lub 4-5 torów pomiarowych - 5 torów: 4 tory pseudoodległoci, 1 tor almanach; potem 8 -11 torów możliwość pomiaru wektora prędkości jednostki (kurs, prędkość nad dnem), potem 12 torów (obecnie). 2.Sposób śledzenia satelity: ciągły jap.Koden - sposób sekwencyjny.3.max liczba śledzonych sat;, które mogą buć wykorzys do określenia pozycji. . 17.warunki pracy odb- określony przedział temp, są odb które mogą pracować tylko na mostku klimatyzowanym 18funkcjonowanie odb. w warunkach szczególnych np. gdy liczba sat spadnie poniżej wymaganej, gdy spadnie dokładność odb. przechodzi na zliczenie pozycji 20 podatność- na zakłócenia zewnętrzne dotyczy to rejonów przybrzeż i portowych ,-zmniejsz się liczba wykrytych satelitów 7.tryb okreś współrz odb: 2D-pozycja dwuwymiarowa/bez wysokości/- min 3 sat, 3D- 4 sat pozycja we współrz. przestrzenno-czasowych, 2D/3D /Auto/ wg możliwości (najtańsze tylko 3D, droższe - ustawienia)4.Dolna gr h topocza śledzo sat Niewskazane jest brać sat będących nisko nad horyzontem zwykle Hmin>= 5 stopni .W tańszych odbiornikach Hmin jest zadane „z góry” , w droższych wybiera użytkownik(Koden 0,3,5,10,15° /do wyboru/, MX200 0-45° /profesjonalny/).5.kryt doboru sat do określenia pozycji /z 10 widocznych sat pozycje robimy z 4 sat./. W większości odb. użytkownik nie może wpływać na wybór kryteriów doboru ale w odbiornikach profesj można wybrać kryterium. MX200 /6 torów pomiarowych/- 3 kryteria (1. minimalizacja odp. Współczynnika dokładnościowego GDOP, 2. 4 high + 2 /4 wysokie+2 satelity/, 3.higset).6.ukł odniesienia współrz : ukł globalny WGS-84 , ukł lokalne /170 ukł lok. 8.dopuszczalna dynamika obiektu, na którym odb jest zainstalowany/graniczne wartości przyspieszeń/ v przy której odb dobrze funkcjon 21.możliwość pracy w odmianie różnicowej /DGPS/ np. MX200 może pracować w tej odmianie. 22.prezentacja wybranych danych ; miniaturyzacja odb- prezentacja wielu danych
3. Systemy stadiometr: to systemy, których linia poz jest okręgiem o promieniu r i śr w pozycji ϕ,λ. danej stacji systemu. Pomiar czasu: Stacja nadawcza wysyła sygnał w chwili tn, w odbiorniku sygnał jest odebrany w chwili to. Zakładając że V propagacji fali jest stała i w odbiorniku znamy chwilę tn otrzymujemy: d=c(to-tn). Wymaga to aby w odbiorniku i w nadajniku znajdował się wzorzec czasu i potrzebna jest ich stała synchronizacja, co jest nie praktyczne. W praktyce nie mierzy się odległości od stacji nadawczej lecz pseudoodległość. Inne rozwiązanie polega na umieszczeniu w każdym z dwóch punktów, zarówno odbiornika i nadajnika. Pomiar odległości oparty jest na elektronicznym pomiarze interwału czasu dzielącego dwa impulsy. Pierwszy z nich jest impulsem z urządzenia na statku, a drugi odebranym z przez odbiornik urządzenia zapytującego impulsem wysłanym przez stację odzewową o znanych ϕ,λ. Zmierzony interwał czasu na podstawie V propagacji fal i po uwzględnieniu opóźnienia spowodowanego działaniem obwodów elektronicznych, zostaje przetworzony odległość. Zakłada się że V fali jest stała. Więc d=c(to-tn)/2. Pomiar fazy: W celu określenia odległości d dzielącej dwa punkty należy zainstalować w jednym z nich stacje nadawczą a w drugim odbiorczą i następnie zmierzyć w niej fazę docierającego sygnału. Emitowany przez stację nadawcza sygnał o częstotliwości fi dociera do znajdującego się w odległości di odbiornika z opóźnieniem fazowym φi=2πfi(t-di/c --> [Author:PP] )+ξi, gdzie t-czas, ξi-faza początkowa sygnału w chwili to. W chwili t=0 opóźnienie fazowe φi=2π(di/λi) gdzie λi-dł. Fali odpowiadająca częstotliwości fi. Odległość di można przedstawić w postaci di=ki⋅λi+Δli. Opóźnienie fazowe wynosi wówczas φi=ki⋅2π+ϕi. ϕi=(2π/λi)/(di-ki⋅λi). Fazę docierającego sygnału i opóźnienie fazowe można jednoznacznie określić tylko w obrębie jednego kąta pełnego od 0-2π, dlatego powstaje wieloznaczność pomiaru. Opóźnieniu fazowemu od 0-2π odpowiada odległość zwana szerokością pasa stadiometrycznego ds.
7.Systemy hiperb( różnicy czasu): Określanie różnicy odległości polega na emitowaniu przez stacje nadawcze N1 i N2 zsynchronizowanych w czasie sygnałów na tej samej f i na odpo wiednim porównaniu odbioru tych sygnałów w punkcie P. Zmierzona różnica czasu(linia pozycyjna) jest dwu znaczna, bo tej samej wartóści Δt odpowiada hiperbola symetryczna względem sym etralnej lini bazy. Na symetralnej Δt=Δd=0. Wartości opisujące poszczególne linie pozycyjne odpowiadają zmierzonej w odbiorniku różnicy czasu Δt i podane sa w μs.(np. L-A,L-C). Systemy hiperb(różnica faz): Określanie różnicy odległości polega na emitowaniu przez stacje nadawcze N1 i N2 zsynchronizowanych w fazie sygnałów fali ciągłej i na odpowiednim porównaniu faz tych sygnałów w punkcie odbiorczym P. Gdy obie stacje emitują sygnały na tej samej częstotliwości a punkt P leży w odległości d1 od stacji N1 i d2 od stacji N2 to sygnały docierają z opóźnieniem fazowym φ1=2πf(t-d1/c)+ξ1, φ2=2πf(t-d2/c)+ξ2 gdzie ξ1, ξ2-początkowe fazy sygnałów. Różnica opóźnień fazowych Δφ=(2πf /c)(d2-d1)+ξ, Δφ-jest funkcją różnicy odległości Δd, f, i ξ. Skoro ϕ=(2π/λi)(di-ki⋅λi) to Δϕ=(2π/λh)(d2-d1)+k2π gdzie λh-dł. fali na częst. fh, k-wielokrotnośc 2π. W zależności od działania systemu f1=f2 lub f1≠f2 czyli fh=f1=f2 lub fh≠f1≠f2. np: decca, omega, Pomiarowi różnicy opóźnień fazowych w zakresie od 0-2π na częst. fh odpowiada odległość zwana umownie szerokością pasa hiperbolicznego dh=(λh)/(2sin(γ/2))
Czas.- jest to wielkośc fiz charakter zdarzenie ze względu na kolejnośc ich wystepowania.skala czasu uzależniona jest od sposobu ustalenia wrtosci sekundy.Do roku 1960 defin była związana z ruchem obrotowym Ziemi 1/ 86400 - średiej doby słonecznej.W 1960 r przyjeto ze sekunda 1/ 31556925, 9747- częścią roku zwrot 1900 , 00 stycznia , godz 12:00 czasu efemeryd.Obowiązująca def sek jest to czas trwania = 9192631770 T , (okres promieniowania odpowiadającego przejsciu miedzy dwoma nadsuptelnymi poziomami stanu podstawowego atomu cezu 133).Definicja sekundy jest zależna od wzorca czasu jaki jest przyjęty i zmienia się w czasie. Wzorcem czasu jest układ generujący zlokalizowane w przestrzeni zdarzenia wybrane na podstawie kryterium max równomierności występowania tych zdarzeń, sprawdzony doświadczalnie względem innych układów wzorcowych. skale czasu: gwiazdowy, średni czas słoneczny, czas uniwersalny. UT→UT0(śr czas słoneczny od południka Greenech uzyskiwany bezpośrednio z obserwacji astronomicznych)→UT1(czas UT0 skorygowany o ruchy Ziemi względem swej osi obrotu)→UT2(skorygowany UT1 o fluktuacje sezonowe V obrotowej Ziemi). Sekunda związana z ruchem obrotowym ziemi ≠ sekundzie atomowej. (s)atomowa<2,6⋅10-8 od (s) ziemskiej, co w skali roku daje 0,82s. TAI- (skala czasu oparta na wzorcach atomowych), UTC- kompromis uwzględniający atomową skalę czasu i skalę czasu związaną z obrotem Ziemi. W UTC wzorce czasu są atomowe i okresowo koryguje się czas. |UT1-UTC|<0,9s. Do UTC dodaje się lub odejmuje 1s(przestępną) 30(VI) lub (31XII) do godz 00:00. wzorce czasu: kwarcowe, cząsteczkowe, atomowe(rubidowe, cezowe). Stabilność wzorca czasu(który generuje zdarzenia z częstotliwością fn) jest wielkością bezwymiarową i równa się (|f-fn|max)/fn. Stabilność ta przedstawiana jest w formie 10-n, gdzie n∈N. Im n większe tym większa stabilność. Rozróżniamy stabilność roczną i dobową. Najlepsze wzorce(cezowe) osiągają wartości 10-12 (roczna)i 10-13 (dobowa). Rubidow e(do -10 i do -11), kwarcowe(do -8 i -9). W odbiornikach GPS są wzorce kwarcowe lub rubidowe, gdyż cezowe mają zbyt dużą objętość, wagę i koszt(20-30tys$).
Zliczanie Doppl. Gdy N i O będą względem siebie w ruchu to fn≠fo. FD=fo-fn. Nadajnik jest na satelicie a odbiornik na statku(statek i Ziemia się rusza). FD=fn⋅(Vw/c), Vw-względna V radialna satelity. Wprowadzono generator o częstotliwości znanej i stałej. Zaczyna zachodzić zdudnienie. Zliczenie Doplerowskie polega na zliczeniu pełnej liczby cykli dudnień w pewnym przedziale czasu. N=∫(od t1 do t2)(fG-fo)dt, N=(fG-fs)⋅(t2-t1)+(fG/c)*Δδ, gdzie Δδ-różnica odległości O-N, czyli: Δδ=(c/fG)⋅(N-ΔF ΔT), ΔF=fG-fs, ΔT=t2-t1. Droga sygnału z satelity wydłuża się przech przez atmosferę co prowadzi do błędu, który kompensuje się przez zliczanie cykli na dwóch różnych f. Błąd powstaje w w yniku refrakcji jonosferycznej. Może być wyeliminowany przy pomiarze 2 f. 5.Układy odniesienia: Określony system wsp oparty na konkretnej pow odniesienia-elipsoidzie obrotowej, w znany sposób zorientowany w stosunku do pow ziemi. Ktoś przed naniesieniem ϕλ na mapę musi wiedzieć czy układ odniesienia wg którego w odbiorniku została określona pozycja to ten sam układ w którym została opracowana owa mapa. Jeżeli nie to z mapy należy odczytać poprawki. Teoretyczną powierzchnią Ziemi jest powierzchnia Geoidy pokrywająca się z przedłużonym pod lądami średnim poziomem mórz i oceanów. Bryłą najbardziej zbliżoną do geoidy jest elipsoida obrotowa. Do zdefiniowania elipsoidy odniesienia, wystarczą dwa parametry(z czterech): a-duża pół oś; b- mała pół oś; biegunowe spłaszczenie α=(a-b)/a; mimośród e=√[(a2-b2)/a2]. Najczęściej podaje się a, 1/α; Podział ukł odniesienia: Globalne: początek układu jest w środku masy Ziemi. Jest to układ geocentryczny. Przyjęta elipsoida odniesie jest max zbliżona do geoidy globalnie. Różnica między geoidą, a elipsoidą sięga kilkudziesięciu metrów. Układy te znalazły zastosowanie w systemach sat. Najbardziej znane to WGS 72 i WGS 84(elipsoida i układ). Lokalne: Początek układu jest w środku przyjętej elipsoidy odniesienia(układy quasi-geocentryczne) Środek ciężkości Ziemi jest przesunięty o wektor(Δx, Δy, Δz) od środka elipsoidy. Na dany rejon przyjmuje się takie wymiary elipsoidy żeby pokrywała się maksymalnie z powierzchnią Ziemi. Najbardziej znane to: ED-50, NAD-83, URS-42; jest ich b. wiele(setki).
Róznice(GPS/GLONAS): płaszczyzny orbitalne (6x4 sat/ 3x8 sat), okres obiegu (11h 58min/11h16min), wysokość orbity (20183km/19100 km), nachylenie orbit(55°/64,8°), częstotliwość(L1 1575,42 MHz/ 1597-1617 MHz)(L2 1227,6 MHz/1240-1260 MHz) ; ( F1=1602 MHz + k0,5625 MHz i F2 = 1246 + k 0,4375MHz) k= 0..24, 20, rodzaj współrz. w almanaku(parametry Kepplera/współrzędne kartezjańskie),czas trwania depeszy naw(12,5min,2,5min), układ odniesienia współrz(WGS-85/SGS-85), błąd pozycji(100m,a bez S.A. 22,5/kilkanascie m). Cechy wspólne: stadiometryczne zasada pomiaru pseudoodleg jednoczesnie do 4 sateli o znanych współ , zasieg globalny pozycja ciagła w real time, system czasu UTC, znajduje się depesz naw, pomiar pseudoodleg na L1 i L2, aby uniknac błedu, posiadają kody C/A i P Segment kosm GPS -składa się z 24 sat rozmieszcz na 6 zbliżonych do kołowych orbitach,których płaszczyzny sa nachylone do płaszczyzny równika pod kątem55°. Orbity w płaszcz równika oddalone są od siebie o 60°dł.geogr..Ich h wynosi 20183km, natomiast czas obiegu satelity wokół Ziemi połową doby gwiazdowej=11h57' i 58,3' Segment naziemny GPS- składa się z 5 naziemnych stacji kontrolnych rozmieszcz równom na kuli ziemskiej (Hawaje, Colorado, Diego Garcia oraz Kwajalein). Wszystkie stacje wyposażone są w 2 komplety specjalnie skonstruowanych odb , z których każdy może śledzić sygnały radiowe od 12 sat na obu generowanych czestotliw. Zadaniem stacji jest śledzenie ruchu i poprawności działania sat, zbieranie danych i przesyłanie ich do głównej stacji kontrolnej systemu . 3 z nich (Ascension, Diego Garcia i Kwajalein) oprócz śledzenia przesyłają również dane do pamięci sat. Główna stacja kontrolna połączona z jedna ze stacji kontrolnych umieszczona w bazie lotniczej Falcon w pobliżu Colorado Springs, na podstawie napływających do niej danych od stacji śledzenia sat oblicza prognozowane parametry orbit oraz odchyłki sat. Dane te są przesyłane i aktualizowane w pamięci . St.Główna oblicza efemerydy na najbliższe 26h oraz odchyłki Δts→depesza wysyłana jest do sat co 24h. Droga sygnału(st.główna→3stacje korygujące→wszystkie sat).
GEOSTAR-System odległościowy w którym pomiary odległości do użytkownika wykonuje centrum kontrolno obliczeniowe na drodze użytkownik-satelity-centrum. Centrum oblicza też wsp. uzytkownika i przekazyje je za pośrednictwem tych samych satelitów. Użytkownik systemu musi nadawać sygnały radiowe przekazywane przez satelity do centrum(master station). Wsp. użytkownika są obliczane w centrum systemu i przekazywane do niego łączem radiowym. Segment kosmiczny ma dwa satelity geost.(H=35780); zasięg ϕ=75O Nlub S. W skład segm. naziemnego wchodzi reper geodezyjny(kontrola systemu i eliminowanie jego stałych błędów) System nasycony, dokładność(30-40m), odbieranie pozycji(system ciągły, na żądanie, okresowo). Poza określaniem pozycji zapewnia: alarmowanie o niebezp., f-cja ratownicza(EPPIRB). GNSS.- tworzyć będą :GPS, GLONASS, WADGPS, INMARST z transponderami sygnałów nawigacyjnych analogicznie do satelitów gps-u(GNSS1), W planach GNSS2 jest zintegrowanie różnych systemów o orbitach niskich,średnich i wyskich. Problemem w GNSS1- inny układ odniesienie i inna skala czasowa w GPS i GLONASS.UE zamierza zbudować : PROPNASS(Niemcy, Rosja) dokład nie gorsza niż 10 m , częst wyznaczen pozycji co 2 sek, ma być syst nienasyconym, koszta maja się rozłożyć na all kraje go budujące, łatwo dostępny w powietrz lądzie i w morzu.EGNOS-AOC, 3 szt. Satelitów geostacjonarnych(λ=15,5W, 21,4E, 64,5E) Segment naziemny-34 stacje pomiarowo -obserwacyjne, 4 gł. Stacje kontrolne, 6 stacji transmitujących dane do satelitów, 2 stacje kontrolno wspomagające. Zasada działania: pom. w 34 st.- wyniki idą do stacji kontrolnych(obl. popr. do pseudoodl. , obl. wartości opóźnień jonosfer.) - stacje transmitujące- sat. Geostacjonarne- retransmisja na f=L1 GPS-u.GALILEO.- System budowany od podstaw. 4 koncerny(Alcatel, Aleni a, Deimler-Benz, Metra Marconi) Założenia- zasięg globalny, czas dowolny, wsp. przestrzenno czasowe, serwis komunikacyjny, związ. z naw., otwarty dostęp do usług masowego odbioru.,dokładnosc w pionie kompatybilnośc i operacyjność z systemem GPS. Segment kosmiczny: 30 sat. MEO, 3 orbity H=24000km. i=52. Koncepcja rezerwowa:24 MEO +9GEO. 95% rynku światowego.Czs zakończenia na 2008r
Parametry GPS - 1.Liczba torów pomiarowych - 1 tor - sygnał z jednej satelity. Koniec lat 80 - 1,2 lub 4-5 torów pomiarowych - 5 torów: 4 tory pseudoodległoci, 1 tor almanach; potem 8 -11 torów możliwość pomiaru wektora prędkości jednostki (kurs, prędkość nad dnem), potem 12 torów (obecnie). 2.Sposób śledzenia satelity: ciągły jap.Koden - sposób sekwencyjny.3.max liczba śledzonych sat;, które mogą buć wykorzys do określenia pozycji. . 17.warunki pracy odb- określony przedział temp, są odb które mogą pracować tylko na mostku klimatyzowanym 18funkcjonowanie odb. w warunkach szczególnych np. gdy liczba sat spadnie poniżej wymaganej, gdy spadnie dokładność odb. przechodzi na zliczenie pozycji 20 podatność- na zakłócenia zewnętrzne dotyczy to rejonów przybrzeż i portowych ,-zmniejsz się liczba wykrytych satelitów 7.tryb okreś współrz odb: 2D-pozycja dwuwymiarowa/bez wysokości/- min 3 sat, 3D- 4 sat pozycja we współrz. przestrzenno-czasowych, 2D/3D /Auto/ wg możliwości (najtańsze tylko 3D, droższe - ustawienia)4.Dolna gr h topocza śledzo sat Niewskazane jest brać sat będących nisko nad horyzontem zwykle Hmin>= 5 stopni .W tańszych odbiornikach Hmin jest zadane „z góry” , w droższych wybiera użytkownik(Koden 0,3,5,10,15° /do wyboru/, MX200 0-45° /profesjonalny/).5.kryt doboru sat do określenia pozycji /z 10 widocznych sat pozycje robimy z 4 sat./. W większości odb. użytkownik nie może wpływać na wybór kryteriów doboru ale w odbiornikach profesj można wybrać kryterium. MX200 /6 torów pomiarowych/- 3 kryteria (1. minimalizacja odp. Współczynnika dokładnościowego GDOP, 2. 4 high + 2 /4 wysokie+2 satelity/, 3.higset).6.ukł odniesienia współrz : ukł globalny WGS-84 , ukł lokalne /170 ukł lok. 8.dopuszczalna dynamika obiektu, na którym odb jest zainstalowany/graniczne wartości przyspieszeń/ v przy której odb dobrze funkcjon 21.możliwość pracy w odmianie różnicowej /DGPS/ np. MX200 może pracować w tej odmianie. 22.prezentacja wybranych danych ; miniaturyzacja odb- prezentacja wielu danych
3. Systemy stadiometr: to systemy, których linia poz jest okręgiem o promieniu r i śr w pozycji ϕ,λ. danej stacji systemu. Pomiar czasu: Stacja nadawcza wysyła sygnał w chwili tn, w odbiorniku sygnał jest odebrany w chwili to. Zakładając że V propagacji fali jest stała i w odbiorniku znamy chwilę tn otrzymujemy: d=c(to-tn). Wymaga to aby w odbiorniku i w nadajniku znajdował się wzorzec czasu i potrzebna jest ich stała synchronizacja, co jest nie praktyczne. W praktyce nie mierzy się odległości od stacji nadawczej lecz pseudoodległość. Inne rozwiązanie polega na umieszczeniu w każdym z dwóch punktów, zarówno odbiornika i nadajnika. Pomiar odległości oparty jest na elektronicznym pomiarze interwału czasu dzielącego dwa impulsy. Pierwszy z nich jest impulsem z urządzenia na statku, a drugi odebranym z przez odbiornik urządzenia zapytującego impulsem wysłanym przez stację odzewową o znanych ϕ,λ. Zmierzony interwał czasu na podstawie V propagacji fal i po uwzględnieniu opóźnienia spowodowanego działaniem obwodów elektronicznych, zostaje przetworzony odległość. Zakłada się że V fali jest stała. Więc d=c(to-tn)/2. Pomiar fazy: W celu określenia odległości d dzielącej dwa punkty należy zainstalować w jednym z nich stacje nadawczą a w drugim odbiorczą i następnie zmierzyć w niej fazę docierającego sygnału. Emitowany przez stację nadawcza sygnał o częstotliwości fi dociera do znajdującego się w odległości di odbiornika z opóźnieniem fazowym φi=2πfi(t-di/c --> [Author:PP] )+ξi, gdzie t-czas, ξi-faza początkowa sygnału w chwili to. W chwili t=0 opóźnienie fazowe φi=2π(di/λi) gdzie λi-dł. Fali odpowiadająca częstotliwości fi. Odległość di można przedstawić w postaci di=ki⋅λi+Δli. Opóźnienie fazowe wynosi wówczas φi=ki⋅2π+ϕi. ϕi=(2π/λi)/(di-ki⋅λi). Fazę docierającego sygnału i opóźnienie fazowe można jednoznacznie określić tylko w obrębie jednego kąta pełnego od 0-2π, dlatego powstaje wieloznaczność pomiaru. Opóźnieniu fazowemu od 0-2π odpowiada odległość zwana szerokością pasa stadiometrycznego ds.
7.Systemy hiperb( różnicy czasu): Określanie różnicy odległości polega na emitowaniu przez stacje nadawcze N1 i N2 zsynchronizowanych w czasie sygnałów na tej samej f i na odpo wiednim porównaniu odbioru tych sygnałów w punkcie P. Zmierzona różnica czasu(linia pozycyjna) jest dwu znaczna, bo tej samej wartóści Δt odpowiada hiperbola symetryczna względem sym etralnej lini bazy. Na symetralnej Δt=Δd=0. Wartości opisujące poszczególne linie pozycyjne odpowiadają zmierzonej w odbiorniku różnicy czasu Δt i podane sa w μs.(np. L-A,L-C). Systemy hiperb(różnica faz): Określanie różnicy odległości polega na emitowaniu przez stacje nadawcze N1 i N2 zsynchronizowanych w fazie sygnałów fali ciągłej i na odpowiednim porównaniu faz tych sygnałów w punkcie odbiorczym P. Gdy obie stacje emitują sygnały na tej samej częstotliwości a punkt P leży w odległości d1 od stacji N1 i d2 od stacji N2 to sygnały docierają z opóźnieniem fazowym φ1=2πf(t-d1/c)+ξ1, φ2=2πf(t-d2/c)+ξ2 gdzie ξ1, ξ2-początkowe fazy sygnałów. Różnica opóźnień fazowych Δφ=(2πf /c)(d2-d1)+ξ, Δφ-jest funkcją różnicy odległości Δd, f, i ξ. Skoro ϕ=(2π/λi)(di-ki⋅λi) to Δϕ=(2π/λh)(d2-d1)+k2π gdzie λh-dł. fali na częst. fh, k-wielokrotnośc 2π. W zależności od działania systemu f1=f2 lub f1≠f2 czyli fh=f1=f2 lub fh≠f1≠f2. np: decca, omega, Pomiarowi różnicy opóźnień fazowych w zakresie od 0-2π na częst. fh odpowiada odległość zwana umownie szerokością pasa hiperbolicznego dh=(λh)/(2sin(γ/2))
Czas.- jest to wielkośc fiz charakter zdarzenie ze względu na kolejnośc ich wystepowania.skala czasu uzależniona jest od sposobu ustalenia wrtosci sekundy.Do roku 1960 defin była związana z ruchem obrotowym Ziemi 1/ 86400 - średiej doby słonecznej.W 1960 r przyjeto ze sekunda 1/ 31556925, 9747- częścią roku zwrot 1900 , 00 stycznia , godz 12:00 czasu efemeryd.Obowiązująca def sek jest to czas trwania = 9192631770 T , (okres promieniowania odpowiadającego przejsciu miedzy dwoma nadsuptelnymi poziomami stanu podstawowego atomu cezu 133).Definicja sekundy jest zależna od wzorca czasu jaki jest przyjęty i zmienia się w czasie. Wzorcem czasu jest układ generujący zlokalizowane w przestrzeni zdarzenia wybrane na podstawie kryterium max równomierności występowania tych zdarzeń, sprawdzony doświadczalnie względem innych układów wzorcowych. skale czasu: gwiazdowy, średni czas słoneczny, czas uniwersalny. UT→UT0(śr czas słoneczny od południka Greenech uzyskiwany bezpośrednio z obserwacji astronomicznych)→UT1(czas UT0 skorygowany o ruchy Ziemi względem swej osi obrotu)→UT2(skorygowany UT1 o fluktuacje sezonowe V obrotowej Ziemi). Sekunda związana z ruchem obrotowym ziemi ≠ sekundzie atomowej. (s)atomowa<2,6⋅10-8 od (s) ziemskiej, co w skali roku daje 0,82s. TAI- (skala czasu oparta na wzorcach atomowych), UTC- kompromis uwzględniający atomową skalę czasu i skalę czasu związaną z obrotem Ziemi. W UTC wzorce czasu są atomowe i okresowo koryguje się czas. |UT1-UTC|<0,9s. Do UTC dodaje się lub odejmuje 1s(przestępną) 30(VI) lub (31XII) do godz 00:00. wzorce czasu: kwarcowe, cząsteczkowe, atomowe(rubidowe, cezowe). Stabilność wzorca czasu(który generuje zdarzenia z częstotliwością fn) jest wielkością bezwymiarową i równa się (|f-fn|max)/fn. Stabilność ta przedstawiana jest w formie 10-n, gdzie n∈N. Im n większe tym większa stabilność. Rozróżniamy stabilność roczną i dobową. Najlepsze wzorce(cezowe) osiągają wartości 10-12 (roczna)i 10-13 (dobowa). Rubidow e(do -10 i do -11), kwarcowe(do -8 i -9). W odbiornikach GPS są wzorce kwarcowe lub rubidowe, gdyż cezowe mają zbyt dużą objętość, wagę i koszt(20-30tys$).