Opracowane pytanie STP

1.Budowa stacji permanentnej GNSS: odbiornik sygnałów satelitarnych, który bez przerwy wykonuje pomiary,
obserwacje, zapisuje i udost

pnia je dalej. Odbiornik ze stacj

zasilaj

, odbiornik przekazuje info. Do pami

ci np.

na dysk komputera. Głównym zadaniem stacji jest obserwacja, gromadzenie i udost

pnianie danych.

2.zadanie serwisu IGS (International GNSS Service):

1.  Realizacja globalnego, precyzyjnego układu odniesienia
2.  Badania ruchu obrotowego Ziemi, ruchu biegunów i zjawisk pływowych
3.  Badania ziemskiego pola grawitacyjnego i wyznaczanie geoidy
4.  Badania deformacji skorupy ziemskiej, ruchów płyt tektonicznych, tektonicznych ruchów

wewn

trzpłytowych, ruchów glacjo-izostatycznych

5. Monitoring i prognozowanie trz

sie

ziemi oraz erupcji wulkanicznych

6. Badania zmian poziomu mórz i oceanów oraz dynamiki lodowców
7. Badania atmosfery (jonosfery i troposfery)

3. IGS dane i produkty:
-

obserwacje GPS I GLONASS(sesje 24godz, 1 godz, 15 min)

efemerydy pokładowe GPS (1dzien, 1 godz, 15 min)

efemerydy pokładowe GLONASS (1 dzien)

obserwacje meteorologiczne(1 dzien, 1 godzina)

współrz

dne stacji (pion:3mm/poziom:6mm)

dko

ść

stacji

ruch bieguna

dł. Doby (10^-5s)

troposfera, jonosfera

4. IGS w Polsce (6 stacji permanentnych):
BOR1( Borowiec) i JOZE (Józefosław- najstarsza w Polsce),LAMA (Lamkówko), BOGI(Gorowa Góra),
JOZ2(Józefosław 2),WROC(Wrocław).

5. zadania sieci EPN (europejska sie

stacji permanentnych)

Zadanie to zag

szczanie sieci IGS: stacje

ledz

ce, centra operacyjne, centra danych(7), centra analiz (w Polsce

MUT i WUT), combination centre.

6. EPN dane i produkty:

obserwacje satelitarne GNSS: dobowe, godzinne, 15-minutowe(strumie

danych)

Produkty:
-

rozwi

zanie tygodniowe

wsp. i pr

dko

ść

stacji

analizy szeregów czasowych

troposfera

7.EPN w Polsce:
W Polsce jest 18 stacji permanentnych z czego 6 z nich nale

y do IGS: Biała Podlaska, Borowa Góra, Borowiec,

Bydgoszcz, Gorzów Wielkopolski, Józefosław(2), Katowice, Kraków(2),Lamkówko, Łód

, Radzikowo, Suwałki,

Ustrzyki Dolne, Wrocław,

ywiec

8.System EUPOS(European Positioning Determination System):
-stacje GLONASS I GPS (i GALILEO)
-ok. 900 stacji z 18 krajów
-nawigacja geodezyjna, poprawki DGNSS i RTK
-realizacja układu ETRS 89
(ka

dy kraj ma swoje, ale wszystkie nale

żą

do jednego systemu na tej samej zasadzie)

9. Budowa ASG-EUPOS:
Obserwacje satelitarne GNSS przekazywane s

na bie

żą

co (strumieniem danych) do centrum obliczeniowego

(Warszwa GODGIK i Katowice) sk

d u

ytkownicy mog

pobiera

gotowe dane.

Dokładniej:
Opis systemu ASG-EUPOS:

a) Stacje referencyjne

Jednym z trzech głównych segmentów systemu ASG-EUPOS jest segment odbiorczy. Jego rol

jest zbieranie

danych obserwacyjnych do satelitów GNSS i przekazywanie ich w czasie rzeczywistym do Centrum
Obliczeniowego. Składa si

on z równomiernie rozło

onych na obszarze Polski i pa

stw s

siaduj

cych stacji

referencyjnych GNSS. Zgodnie ze standardem EUPOS przy budowie segmentu odbiorczego przyj

to nast

puj

zało

enia:

rednia odległo

ść

pomi

dzy stacjami wynosi 70km,

-do sieci stacji referencyjnych wł

czone zostały istniej

ce stacje EPN i IGS,

-współrz

dne stacji wyznaczone zostan

w systemie ETRS89 oraz układach pa

stwowych,

-w stacjach referencyjnych wykorzystano jedynie precyzyjne dwucz

stotliwo

ciowe odbiorniki GNSS.

-miejsca zainstalowania stacji referencyjnych wybrano tak, aby zapewni

dogodne warunki obserwacji satelitów

GNSS.

Aktualnie segment ten składa si

z nast

puj

cych grup stacji referencyjnych:

-81 stacje krajowe z modułem GPS,
-18 stacji krajowych z modułem GPS/GLONASS,
-22 stacje zagraniczne.
b) Centrum Zarz

dzaj

Główn

funkcj

Centrum Zarz

dzaj

cego jest wyliczenie i udost

pnianie danych dla poszczególnych serwisów

wiadczonych przez system ASG-EUPOS. Stacje referencyjne wysyłaj

w sposób ci

gły swoje obserwacje GNSS

prosto do Centrum Zarz

dzaj

cego za pomoc

cz teleinformatycznych. Na podstawie tych obserwacji wyliczane

poprawki RTK/DGNSS, które nast

pnie zostaj

udost

pnione dla u

ytkowników systemu. Cały proces oblicze

dostarczenia poprawek odbywa si

automatycznie. W tym przypadku pracownicy Centrum Zarz

dzania s

odpowiedzialni za ci

gło

ść

obserwacji satelitarnych oraz wykonywanie testów poprawno

ci działania całego

systemu.

Bezpo

rednio z Centrum Zarz

dzaj

cego u

ytkownik mo

e pobra

pliki obserwacyjne z poszczególnych stacji

referencyjnych systemu ASG-EUPOS lub przesła

własne pliki obserwacyjne w celu uzyskania precyzyjnej pozycji

mierzonych szczegółów terenowych.

Poza zapewnieniem usług zwi

zanych z wyznaczaniem pozycji Centrum Zarz

dzaj

ce pełni funkcj

dotycz

konserwacji pa

stwowego układu odniesienia. Cotygodniowe wyliczenie współrz

dnych stacji referencyjnych

pozwala na bie

żą

kontrol

stało

ci stacji, które definiuj

ten układ.

C) U

ytkownicy - Prócz stacji referencyjnych i centrum obliczeniowego w skład struktury systemu ASG-EUPOS

wpisuj

tak

e u

ytkownicy.

ytkownicy systemu maj

liwo

ść

wyboru sprz

tu pomiarowego z szerokiego wachlarza urz

dze

dost

pnych

na rynku. Poszczególne serwisy

wiadczone przez system ASG-EUPOS mog

wykorzystane zarówno przez

jedno, jak i dwucz

stotliwo

ciowe odbiorniki GPS wyposa

one w moduł komunikacyjny. Rozwi

zania przyj

te w

systemie daj

liwo

ść

korzystania z niego tak

e u

ytkownikom nie posiadaj

cym kosztownej aparatury

pomiarowej, a wyposa

onym przykładowo w prosty odbiornik turystyczny GPS.

Dzi

ki ci

głej dost

pno

ci na obszarze całej Polski oferowanych serwisów u

ytkownik, który zdecyduje si

korzystanie z systemu ASG-EUPOS dysponuje mo

liwo

precyzyjnego okre

lenia swojej pozycji niezale

nie od

miejsca i czasu.

10. serwisy i produkty ASG-EUPOS:

Nawgeo- udostepnianie poprawek do pomiarów w trybie RTK
- poprawki w formacie RTCM2.3 i 3.0
- poprawki sieciowe
- transmisje poprawek przez internet
Dane dost

pne dla zarejestrowanych u

ytkowników

NAWGEO to podstawowy serwis systemu ASG-EUPOS udost

pniaj

cy poprawki do pomiarów w czasie

rzeczywistym RTK. Umo

liwia uzyskiwanie najwy

szych dokładno

ci zarówno w pomiarach kinematycznych, jak i

okre

laniu poło

enia obiektów statycznych. Dzi

ki wielu dost

pnym formatom poprawek, serwis NAWGEO

pozwala u

ytkownikowi wykorzysta

szerok

gam

sprz

tu pomiarowego dost

pnego na rynku. Ze wzgl

du na

liw

do uzyskania wysok

dokładno

ść

pomiarów, serwis NAWGEO dedykowany jest przede wszystkim

pomiarom geodezyjnym.
Po zalogowaniu si

na serwerze systemu (system.asgeupos.pl) u

ytkownik wybiera odpowiadaj

cy mu strumie

danych korekcyjnych. Poni

ej wyszczególniono wszystkie dost

pne w serwisie NAWGEO formaty poprawek z

podziałem na porty, na których s

udost

pnione:

Nale

y pami

e podobnie jak w przypadku pozostałych serwisów czasu rzeczywistego systemu ASG-EUPOS,

dane przesyłane s

protokołem NTRIP, wymagaj

cym od u

ytkownika autoryzacji poprzez podanie loginu i hasła.

Dane do logowania w serwisach ASG-EUPOS u

ytkownik otrzymuje po zarejestrowaniu si

w systemie

POZGEO - obliczenia (postprocessing)obserwacji statycznych, 6 stacji najbli

ej polozonych, brak obserwacji

miedzy mierzonymi pkt.

POZGEO - Serwis POZGEO przeznaczony jest do oblicze

w trybie postprocessingu obserwacji GPS

wykonywanych metod

statyczn

. Do oblicze

wykorzystywane s

obserwacje fazowe z odbiorników jedno i

dwucz

stotliwo

ciowych, przekonwertowane do ustalonego formatu danych obserwacyjnych.

Dost

p do serwisu realizowany jest przez stron

internetow

systemu. Po zalogowaniu si

ytkownik

e przesła

dane obserwacyjne za pomoc

przygotowanego formularza zgłosze

. Po przesłaniu pliku

obserwacyjnego, jest on sprawdzany pod wzgl

dem poprawno

ci formatu, a nast

pnie przekazywany do aplikacji

automatycznego postprocessingu realizowanego poprzez Automatic Postprocessing Software for Trimble
Application (APPS). Oprogramowanie prowadzi obliczenia bazuj

c na podwójnych ró

nicach obserwacji fazowych.

Dodatkow

cecha oprogramowania jest korzystanie z absolutnych kalibracji dla anten GPS.

Obliczenia dla przesłanych plików obserwacyjnych wykonywane s

w oparciu o 6 najbli

szych stacji

referencyjnych, do których wyznaczone wektory spełniaj

okre

lone kryteria dokładno

ciowe. Na ich podstawie

realizowane jest wyrównanie, którego wynikiem s

współrz

dne stacji w układzie ETRF2000 (ang. European

Terrestrial Reference Frame). Dodatkowo współrz

dne s

przeliczane do układów 2000, 1992 oraz 1965. w

zale

ci od daty wprowadzenia pliku obserwacyjnego do oblicze

ywane s

orbity nawigacyjne, IGS-rapid lub

IGS-final.

POZGEO D- udostepnianie obserwacji ze stacji fiz. i wirtualnych

Serwis POZGEO D przeznaczony jest dla u

ytkowników obeznanych z metodyk

opracowania obserwacji

satelitarnych. Jego zadaniem jest udost

pnianie plików obserwacyjnych ze stacji referencyjnych systemu ASG-

EUPOS oraz utworzonych wirtualnych stacji referencyjnych, na podstawie parametrów zadanych przez
u

ytkownika.

Parametry wprowadzane przez u

ytkownika dotycz

wyboru stacji referencyjnych, okre

lenia daty obserwacji,

długo

ci sesji obserwacyjnych oraz interwału rejestracji. w przypadku stacji wirtualnej nale

y dodatkowo okre

współrz

dne, dla których ma by

wygenerowana. Serwis POZGEO D, podobnie jak serwis POZGEO realizowany

jest poprzez stron

www systemu ASG-EUPOS. Przygotowane przez system pliki obserwacyjne pozostawiane s

na serwerze www do pobrania lub wysyłane s

na e-mail, okre

lony przez u

ytkownika. Formaty w jakich

udost

pniane s

dane obserwacyjne to RINEX 2.1x oraz skompresowany Compact RINEX (Hatanaka).

Ze wzgl

du na dodatkow

liwo

ść

wygenerowania wirtualnych stacji referencyjnych, u

ytkownik mo

opracowa

dane obserwacyjne w oparciu o dwa podej

cia. Pierwsze jest klasycznym przykładem dla

postprocessingu, w którym stacje referencyjne ASG-EUPOS stanowi

nawi

zanie dla sieci wyznaczanych

wektorów. Uzyskiwana dokładno

ść

uzale

niona jest od klasy sprz

tu pomiarowego,

rodowiska pomiarowego oraz

długo

ci sesji obserwacyjnej.

14. Protokół Ntrip

Protokół/aplikacje umo

liwiaj

ce przesyłanie danych GNSS za po

rednictwem Internetu. Standard RTCM

przeznaczony do rozpowszechniania poprawek obserwacyjnych i innych danych GNSS w postaci strumienia
danych.

NTRIP (Networked Transport of RTCM via Internet Protocol) to protokół transmisji danych opracowany przez
Bundesamt für Kartographie und Geodäsie (BKG), Frankfurt, Niemcy. Protokół ten w pierwotnej wersji miał by

wykorzystywany do transportu danych korekcyjnych RTCM, co jest uj

te w jego nazwie. Jednak stał sie on tak

uniwersalny,

e mo

na go wykorzysta

do przesyłania wszelakich danych gdzie wymagany transfer nie przekracza

5 kbit/s. Obecnie jest on wykorzystywany do transportu danych GNSS pocz

wszy od danych RAW poprzez dane

RTCM, a na danych tekstowych NMEA ko

Nie bez znaczenia dla dystrybucji danych z wykorzystaniem protokołu NTRIP był równie

rozwój telefonii

komórkowej i mo

liwo

ść

czenia si

z Internetem za pomoc

poł

cze

CSD (wydzwanianych), a pó

niej szybkich

pakietowych transmisji danych jak GPRS, a obecnie rozwijanych (telefonia trzeciej generacji) szybkich

multimedialnych transmisji danych jak EDGE czy UMTS. System do udost

pniania danych GNSS tworzy moduł

komunikacji HTTP/TCP/IP oraz moduły sprz

towo/programowe: moduł stacji referencyjnych, moduł Castera oraz

moduł klienta.

Schemat działania systemu dystrybucji danych z wykorzystaniem protokołu NTRIP prezentuj

poni

sze rysunki.

Protokół NTRIP jest obecnie standardem przyj

tym we wrze

niu 2004 przez komisje RTCM do dystrybucji korekt

ró

nicowych przez Internet.

12. Budowa MSPP:

System pozycjonowania precyzyjnego generuje korekty RTK/DGPS w oparciu o sie

stacji referencyjnych.

Małopolski System Pozycjonowania Precyzyjnego działa w oparciu o technologi

VRS - Virtual Reference Stations.

Technologia VRS gwarantuje w przypadku rozło

enia przestrzennego stacji referencyjnych w odległo

ciach około

70 km wzgl

dem siebie, generowanie korekt pozwalaj

cych na zachowanie dokładno

ci wyznaczenia punktów

poło

onych wewn

trz obszaru stacji referencyjnych metod

RTK (Real Time Kinematics - pomiary w czasie

rzeczywistym)nie gorszych ni

w poziomie - do 0.03 m
w pionie - do 0.05 m.
przy zachowaniu 99,9% ufno

ci otrzymanych wyników.

W przypadku wi

kszych ni

70 km odległo

ci pomi

dzy stacjami - odległo

ść

ytkownika dokonuj

cego pomiar

RTK od fizycznej stacji referencyjnej przekracza 35 km, lub poza obszarem okre

lonym przez stacje referencyjne,

dokładno

ść

wyznaczenia współrz

dnych maleje.

Dla pomiarów wykonywanych metod

DGPS (Differential GPS - ró

nicowy GPS), korekty DGPS generowane

przez system VRS, pozwalaj

na wyznaczanie współrz

dnych z dokładno

ciami do 0.5 m w poziomie.

13. Serwisy i produkty MSPP

Nie wiem o co chodzi, wi

c napisz

WSZYSTKO co było na wykładach na temat MSPP:

- rozwi

zania takie same jak ASG-EUPOS

- centrum oblicz. w Krakowie
- poprawki RTK, DGNNS
obserwacje w formacie rinex
nie ma systemu obliczeniowego (nie mo

emy wysła

swoich obserwacji do obliczenia)

16. System DORIS zasada działania, zastosowanie

DORIS - Doppler Orbitography and Radio-positioning Integrated by Satellite

- słu

y do precyzyjnego wyznaczania orbit i pozycji

- wykorzystuje pomiar efektu Dopplera sygnałów transmitowanych z sieci stacji naziemnych do odbiorników
umieszczonych na satelitach
- około 60 stacji na

wiecie

- sygnał w 2 zakresach cz

stotliwo

- dokładno

ść

wyznaczania orbity ro

nie wraz z ilo

wykonanych obserwacji, nale

y uwzgl

dni

czynniki:

manewry satelity, ustawienie paneli słonecznych, zu

ycie paliwa.

- zastosowanie: wyznaczanie dryftu kontynentów, monitorowanie pola grawimetrycznego, pionowe ruchy skorupy
ziemskiej, dryft płyt tektonicznych. zmiany poło

enia

rodka ci

ęż

ci Ziemi, wyznaczanie ruchu bieguna

DORIS jest satelitarnym systemem opartym na zjawisku Dopplera. Mo

na nazwa

ten system "mierniczym

przestrzeni kosmicznej", gdy

wyznacza on z du

żą

precyzj

orbity satelitów. DORIS jest tak

e ziemskim systemem

pozycjonowania. Jest wykorzystywany na satelitach altimetrycznych i teledetekcyjnych, wi

c słu

y po

rednio do

wyznaczania kształtu i rozmiarów Ziemi m.in. poprzez badanie poziomu mórz i pola siły ci

ęż

ci. System ten

dostarcza danych do bada

w zakresie geodezji, geofizyki, a tak

e dla innych dziedzin.

17. Dokładno

ci uzyskiwane z wykorzystaniem DORIS

System DORIS został pomy

lany tak, aby zapewnia

dokładno

ść

wyznaczenia poło

enia rz

du jednego

centymetra. Dokładno

ść

gwarantuj

nast

puj

ce trzy składniki systemu:

- wysoce stabilny oscylator,
- sie

cej ni

50 stacji naziemnych,

- dwie cz

stotliwo

ci.

(o DORIS jest cały artykuł na WIKIPEDII)

33. Definicje systemu i układu odniesienia

System odniesienia- zbiór zalece

wraz z opisem modeli potrzebnych do zdefiniowania pocz

tku, skali i orientacji

osi oraz ich zmian w czasie
Układ odniesienia- stanowi praktyczn

realizacj

systemu odniesienia. Jest on zdefiniowany poprzez zbiór

fizycznych punktów o dobrze wyznaczonych współrz

dnych w układzie okre

lonym w definicji systemu odniesienia.

Na układ odniesienia składaj

wyznaczone z obserwacji warto

ci parametrów opisuj

cych pocz

tek układu,

skal

(metryk

) i orientacj

jego osi oraz ich zmienno

ść

w czasie.

34. Definicja i zastosowanie układu ziemskiego:
Układ ziemski (ziemski układ odniesienia)- Podstawowa o

układu ziemskiego- o

obrotu Ziemi. Wła

ciwo

ci :

- geocentryczny, o pocz

tku w

rodku masy Ziemi wraz z oceanami i atmosfer

- orientacja osi zgodna z orientacj

BIH (Mi

dzynarodowe Biuro Czasu)na epok

1984

- zmiana orientacji w czasie nast

puje z zało

eniem,

e suma poziomych ruchów tektonicznych nie zawiera

składowych obrotu
Zastosowanie - pozwala na rozwi

zywanie zada

geodezyjnych- zwi

zany z Ziemi

- realizowany przez okre

lenie współrz

dnych i pr

dko

ci punktów technikami VLBI, LLR, GNSS, SLR oraz

DORIS-ITRF

35. Definicja i zastosowanie układu niebieskiego:
Układ niebieski- pozwala na wyznaczenie poło

enia osi obrotu Ziemi w przestrzeni- obserwacje obiektów nie

zwi

zanych z Ziemi

Układ niebieski- parametry orientacji Ziemi:

zmiana poło

enia osi obrotu Ziemi wzgl

dem gwiazd/ układu niebieskiego- precesja, nutacja

zmiana poło

enia osi obrotu wzgl

dem bryły Ziemi- ruch bieguna

niejednostajno

ść

obrotu Ziemi- długo

ść

doby

Zastosowanie: Współrz

dne obiektów pozaziemskich wyznacza si

w układzie niebieskim (quasi- inercjalnym)

36. Realizacja ICRS:
ICRS- International Celestial Reference System – Niebieski Układ Odniesienia)
- obowi

zuje od 1.01.1988 r, zast

puj

c FK5

- oparty na wynikach obserwacji VLBI (radio

ródła) opracowanych na zasadach OTW

- pocz

tek systemu w barycentrum Układu Słonecznego (barycentrum-

rodek masy)

- układ quasi- inercjalny (bez rotacji wzgl

dem przestrzeni inercjalnej)

- biegun układu wynika z modelu precesji i nutacji IAU (Mi

dzynarodowa Unia Astronomiczna)

- pocz

tek rektascensji zdefiniowany jest poprzez warto

ść

rektascensji radio

ródła 3C 273B z katalogu FK5 na

epok

2000

- realizacj

stanowi

pozagalaktycznych radio

ródeł wyznaczanych technik

VLBI_ICRF

- realizowany poprzez katalog fundamentalny (FK5) zawieraj

cy pewn

liczb

pozycji gwiazd fundamentalnych i

ich ruchów oraz poprzez system stałych astronomicznych
- praktycznymi realizacjami ICRS s

dzynarodowy Niebieski Układ Odniesienia (ICRF) oraz (w dziedzinie

widzialnej widma) układ definiowany przez katalog pozycyjny Hipparcos.

37. Realizaca ITRS
ITRS- International Terrestrial Reference System (Umowny Układ Ziemski)
Ziemski system odniesienia (ITRS) jest systemem przestrzennym obracaj

cym si

wraz z Ziemi

. W systemie tym

pozycje punktów zwi

zanych z powierzchni

Ziemi s

okre

lone przez współrz

dne, które podlegaj

jedynie

małym zmianom w czasie, spowodowanym przez efekty geofizyczne (ruchy tektoniczne, deformacje pływowe)
Realizacjami ITRS s

dzynarodowe ziemskie układy odniesienia ITRF o kolejnych rozwi

zaniach: ITRF88,

ITRF89, …, ITRF96, ITRF97, ITRF2000, ITRF2005, ITRF2008. Ka

da z wersji ITRF zawiera pozycje i pr

dko

stacji wraz z ich charakterystyk

dokładno

ciow

38.

Satelity z systemem DORIS

•

Francuski system kontroli orbit satelitów: Doppler Orbitography by Radiopositioning Integrated on Satellite

•

Słu

y do precyzyjnego wyznaczania orbit i pozycji.

•

wykorzystuje pomiar efektu Dopplera sygnałów transmitowanych z sieci stacji naziemnych do odbiorników

umieszczonych na satelitach

•

zaprojektowany do precyzyjnego wyznaczania orbity satelitów

•

zastosowanie:

wyznaczanie dryftu płyt tektonicznych

monitorowanie pola grawimetrycznego Ziemi

wyznaczanie orbit

wyznaczanie ruchu obrotowego Ziemi

precyzyjne wyznaczanie pozycji na Ziemi

nawigacja satelitarna

pomiary poło

enia

rodka ci

ęż

ci Ziemi

wyznaczanie ruchu bieguna

•

ok. 60 stacji na

wiecie

•

sygnał o 2 zakresach cz

stotliwo

ci, dokładno

ść

nie wraz z ilo

wykonanych obserwacji, nale

uwzgl

dni

czynniki:

manewry satelity

ustawienie paneli słonecznych

ycie paliwa

Satelity z systemem DORIS

•

SPOT 2 ;Topex/Poseidon; SPOT 3; SPOT 4; Jason-1; Envisat; SPOT 5 ;

•

SPOT 2 satelita teledetekcyjny, Topex/Poseidon satelita altimetryczny, SPOT 3 satelita teledetekcyjny,

SPOT 4 satelita teledetekcyjny, Jason-1 satelita altimetryczny, Envisat satelita altimetryczny, SPOT 5
satelita teledetekcyjny.

39. Produkty SLR/LLR

SLR – Satellite Laser Ranging (pomiary laserowe do satelitów)
LLR – Lunar Laser Ranging (pomiary laserowe do Ksi

ęż

yca)

produkty:

•

parametry orientacji Ziemi

•

współrz

dne stacji

•

poło

enie

rodka ci

ęż

ci Ziemi

•

orbita satelity

•

efemerydy Ksi

ęż

yca

•

precyzyjne efemerydy satelitów

40. Satelity do obserwacji SLR
SLR –

(ang. Satellite Laser Ranging) – pomiar odległo

ci do satelitów przy u

yciu lasera

optycznego. Impuls laserowy wysłany ze stacji wraca po odbiciu od lustra umieszczonego na satelicie. Ró

nica

czasu mi

dzy wysłaniem i odbiorem impulsu stanowi podwójn

odległo

ść

od satelity.

Ze wzgl

du na potrzebn

moc impulsu lasera, wykorzystuje si

do obserwacji głównie satelity LAGEOS.

Równie

ęść

satelitów GLONASS wyposa

onych jest w lustra. W chwili obecnej pracuje na

wiecie około 20

stacji  SLR  w  tym  jedna  w  Polsce  w  Obserwatorium  Astro–Geodynamicznym  CBK  PAN  w  Borowcu  pod
Poznaniem.
Uzyskiwane  dokładno

ci s

porównywalne z technik

GPS i wynosz

kilka cm dla mierzonej odległo

ci do

satelity.

41. Misja GOCE – Gravity Field and Steady – State Ocean Circulation Explorer Mission

•

pocz

tek misji: 17.03.2009

•

czas trwania: 20 miesi

•

słu

y do wyznaczania parametrów pola grawitacyjnego z bardzo du

żą

dokładno

1mGal

•

wyznacza geoid

z dokładno

1 – 2 cm

•

rozdzielczo

ść

lepsza ni

100 km

•

Satelita:

orbita prawie kołowa, synchroniczna ze Sło

cem

e = 0.0
i = 96.5

  h = 295 km
  7 luster(??)
  odbiornik GPS

•

kompensacja sił niegrawitacyjnych i momentów obrotowych

•

główne instrumenty:

radiometr, pomiar gradientów grawitacyjnych
odbiornik GPS/GLONASS, pozycjonowanie satelity

•

CELE MISJI:

modle geopotencjału do stopnia i rz

du 200 współczynników harmonik sferycznych

„centymetrowa” geoida – spodziewana dokładno

ść

wyznacze

anomalii grawitacyjnych 1 – 2

mGal; spodziewana rozdzielczo

ść

przestrzenna modelu geopotencjału i geoidy: 100 km

•

ZASTOSOWANIA:

geodezja, ulepszony globalny wysoko

ciowy system odniesienia

oceanografia, cyrkulacja oceanu
fizyka wn

trza Ziemi, litosfera, płaszcz

wyznaczanie masy i grubo

ci warstw lodów polarnych

nawigacja inercjalna

42. Misja GRACE

•

pocz

tek misji: 17.02.2002

•

czas trwania: 5 lat

•

Zadaniem GRACE jest precyzyjne okre

lanie zmienno

ci pola grawitacyjnego Ziemi w ci

gu 5 lat

•

w misji uczestnicz

2 identyczne satelity na orbicie biegunowej ok. 500 km ponad powierzchni

Ziemi

oddalone od siebie o ok. 220 km

•

mapowanie pola grawitacyjnego Ziemi poprzez precyzyjne pomiary odległo

ci pomi

dzy satelitami

GRACE przy u

yciu pomiarów GPS oraz dalmierza mikrofalowego – uzyskanie modelu pola

grawitacyjnego Ziemi z du

żą

dokładno

•

wspólna orbita – satelity o 220 km od siebie

•

liczone s

obserwacje – odległo

ść

od dwóch s

siednich satelit

•

4 lustra

•

odbiornik GPS

43. Transformacja ICRF<->ITRF

Transformacja pomi

dzy ziemskim systemem odniesienia (do niego odnosz

obserwacje) a niebieskim

systemem odniesienia (system quasi-inercjalny, w którym podawane s

pozycje gwiazd), tradycyjnie jest

wykonywana w trzech zasadniczych etapach. W pierwszym etapie system obserwacyjny zdefiniowany przez „
równik obserwacyjny” i „zerowy południk obserwacyjny” jest przeprowadzany przy pomocy parametrów opisuj

cych

ruch bieguna ziemskiego w system po

redni zdefiniowany przez „równik po

redni” i „zerowy południk po

redni”.

Nast

pnym krokiem jest obrót systemu po

redniego wokół osi „równika po

redniego” o k

t reprezentuj

cy obrót

Ziemi wokół własnej osi. Obrócony w ten sposób system po

redni staje si

geocentrycznym systemem niebieskim,

do którego odnosz

tzw. miejsca pozorne. W ostatnim kroku system po

redni (a dokładnie utworzony w

poprzednim kroku geocentryczny system niebieski) jest przeprowadzany w system quasi-inercjalny przy pomocy
parametrów opisuj

cych precesj

i nutacj

. W transformacji s

uwzgl

dniane dodatkowo efekty aberracji i

paralaksy, ruch własny gwiazd i efekty relatywistyczne.

44. System WGS84

Parametry:

1) Du

a póło

(a) - 6378137 m

2) Odwrotno

ść

spłaszczenia (1/f) – 298.257223563

3) Pr

dko

ść

towa ruchu wirowego Ziemi (

) – 792115.0 x 10

-11

4) Geocentryczna stała grawitacyjna (GM) – 3986004.418 x 10

System geocentryczny
Skala zgodna z teori

wzgl

dno

Poło

enie osi zgodne z ruchem czasu WG84

Suma wypadkowych obrotu = 0
Ukł. WGS84 jest zgodny z układem ITRF na poziomie 10cm

45. System PZ90 (Parameters of the Earth 1990, PE-90)

PZ 90(Parametry Zemil 1990)- system, w oparciu o który pracuje GLONASS. Dokładne poło

enie

bieguna północnego zostało w nim okre

lone jako

rednia/ przeci

tna pozycja bieguna z lat 1900-1905.

Przeciewnie do systemu WGS84 u

ywanego przez GPS, który to przyjmuje pozycj

bieguna z roku 1984.

Parametry

1) Pr

dko

c obrotowa Ziemi (

) 7.292115 x 10

-5

2) Stała grawitacyjna Ziemi (µ) 398 600.4418 x 10

3) du

a póło

(a) 6378136 m

4) Spłaszczenie (f) 1/298.257 84

System geocentryczny współrz

dnych prostok

tnych

Z zgodna z biegunem, tak jak system IERS

Dokładno

ść

układu współrz

dnych jest porównywalna z innymi układami na poziomie 1-3cm

46. Transformacja mi

dzy układami

T- współrz. Translacji
D- Skala
R- Katy obrotu wzgl

dem osi ukł. Współrz.

47.

Transf. Pomiedzy WGS84 a PZ90

WGS84

PZ90

(parametry obowi

zuj

ce na chwil

obecn

)

48.

sygnały systemu GPS

Segmenty:

-u

ytkownika

-kontroli

-kosmiczny

Kody PRN(Pseudo - Random Noise):

Kod C/A (Coarse Acquisition)

– jawny - o znanej strukturze,
– transmitowany tylko na cz

stotliwo

ci no

nej L1,

– cz

stotliwo

ść

= 1.023MHz (długo

ść

fali = 293.1m),

– długo

ść

kodu wynosi 1023 bitów odmiennych dla ka

dego satelity (PRN - Pseudo Random

Noise),
– czas transmisji całego kodu - 1 milisekunda

• Kod P/Y (precision/encrypted)

– struktura niejawna,
– transmitowany na cz

stotliwo

ciach L1 i L2

– cz

stotliwo

ść

= 10.23MHz (długo

ść

fali =29.31m),

– czas transmisji całego kodu - 266 dni (7 dni dla ka

dego satelity)

Kod Y nadawany zamiast kodu P, gdy aktywny jest tryb AS- anti-spoofing- system kodowania precyzyjnego Y-

tłumaczenie z geoforum

: Degradacje sygnału. Z chwil

wprowadzenia pełnej operacyjno

ci systemu GPS

zastosowano równie

dwa rodzaje – wcze

niej zapowiadanej – celowej degradacji sygnału satelitów powoduj

cej

zmniejszenie dokładno

ci wyznacze

bezwzgl

dnej pozycji. W ten sposób O

rodek Dowodzenia ogranicza

korzystanie z GPS przez nieupowa

nionych u

ytkowników. I tak „selective availability” (SA) – polega na

zniekształceniu poprawki zegarów satelitów GPS i ograniczeniu dokładno

ci elementów orbit zawartych w sygnale

satelitarnym. Natomiast istot

„anti-spoofing”(A-S) jest zaprzestanie emisji kodu precyzyjnego P i zast

pienie go

innym tajnym wojskowym kodem Y. Degradacja „selective availability” została decyzj

władz ameryka

skich

zniesiona 2 maja 2000 r. Obecnie emitowany sygnał GPS jest zatem od niej wolny. Oba rodzaje degradacji
powodowały znaczne (kilkakrotne) zmniejszenie dokładno

ci okre

lenia pozycji bezwzgl

dnej wyznaczanego

punktu. Je

li natomiast chodzi o pozycj

wzgl

, to degradacja „selective availability” miała niewielki wpływ na

wyznaczanie ró

nicy współrz

dnych, podczas gdy degradacj

„anti-spoofing” obarczone s

wszystkie precyzyjne

urz

dzenia GPS z mo

liwo

odbioru kodu P. Najnowsze instrumenty maj

jednak specjalne oprogramowanie

wewn

trzne pozwalaj

ce na obróbk

odbieranego kodu Y. I cho

go nie rozumiej

, to wykorzystuj

c pewne

wspólne elementy obu kodów, pozwalaj

osi

ąć

taki wynik, jakby pomiar był wykonywany z u

yciem kodu P.

Stosowane s

tu najcz

ęś

ciej metody opracowania sygnału nazywane cross-corellation lub Z-tracking.

• Kod L2C (L2 Civilian)
–

jawny - o znanej strukturze,

–

transmitowany tylko na cz

stotliwo

ci no

nej L2,

–

stotliwo

ść

= 1.023MHz (długo

ść

fali = 293.1m),

–

kod dzielony jest na dwie sekwencje CM ( Civilian Moderate) o długo

ci 10 230 bitów i

powtarzany co 20 ms oraz CL (Civilian Long) o długo

ci 767 250 bitów powtarzany co 1500

• Kod L1C (L1 Civilian). Planowany w satelitach bloku III (po 2013 roku). Struktura ma by

podobna jak dla kodu L2C

49.

Modulowanie fali no

nej

Modulacja AM – amplitudy
Modulacja FM- cz

stotliwo

Sygnał radiowy (0 i 1) nadawany jest w taki sposób,

180st przesuni

cie fazy o 180st

Małe wyja

nienie modulacji AM i FM:

Modulacja amplitudy (AM)

Najprostszym przykładem modulacji amplitudy jest dwustanowa modulacja OOK (On-Off Keying), która polega na
wł

czaniu i wył

czaniu sygnału no

nej. Jest to elementarna forma modulacji cyfrowej. Była wykorzystana w

transmisji kodu Morse'a (CW), gdzie czas trwania lub zaniku sygnału odpowiadał poszczególnym znakom alfabetu.

W podstawowej postaci modulacji amplitudy obwiednia sygnału no

nej odzwierciedla zmiany sygnału

informacyjnego. Najprostszym układem demodulacji sygnału AM jest detektor diodowy. Innym przykładem
demodulacji jest detekcja synchroniczna. W tym przypadku sygnał no

nej w wyniku zmieszania z sygnałem

generatora lokalnego zostaje przeniesiony w pasmo ni

szych cz

stotliwo

ci. Sygnał informacyjny zostaje

odtworzony na wyj

ciu filtru dolnoprzepustowego. Demodulatory tego typu charakteryzuj

liniowo

oraz

ksz

odporno

na zakłócenia sygnału.

Zalet

modulacji amplitudy jest niew

tpliwie jej prostota. Jednak decyduj

ce znaczenie maj

wady tej metody, czyli

nieefektywne wykorzystanie dost

pnego pasma i mała sprawno

ść

energetyczna. Informacja u

yteczna jest bowiem

zawarta w sygnale, którego moc stanowi jedynie 33% całkowitej mocy sygnału zmodulowanego amplitudowo.

Modulacje cz

stotliwo

ci (FM) i fazy (PM)

W modulacji FM cz

stotliwo

ść

fali no

nej zmienia si

pod wpływem sygnału informacyjnego. W porównaniu z

modulacj

amplitudy modulacja FM ma szereg zalet. Jedn

z nich jest odporno

ść

na zmian

amplitudy no

nej.

Proces demodulacji sygnału zmodulowanego cz

stotliwo

ciowo wymaga zamiany jej na modulacj

amplitudy przy

wykorzystaniu obwodu rezonansowego, który pozwala na uzale

nienie sygnału wyj

ciowego od zmian

stotliwo

ci sygnału zmodulowanego. Innym szeroko rozpowszechnionym sposobem modulacji zwłaszcza w

transmisji danych, jest modulacja fazy. Ze wzgl

du na nierozerwalny zwi

zek ł

cy faz

sygnału z jego

stotliwo

sto modulacj

FM i PM okre

la si

jednym terminem, jako tzw. modulacj

ta.

Aparatura umieszczona na satelitach GPS i odbiorniki – cho

produkowane przez firmy maj

ce du

wiadczenie i dysponuj

ce najnowocze

niejszymi rozwi

zaniami technologicznymi – nie s

wolne od bł

dów.

Wiele z nich eliminuje si

poprzez ró

nicowanie obserwacji. Programy, za pomoc

których opracowujemy wyniki,

tworz

pewne liniowe kombinacje obserwacji wykonanych w tym samym czasie na ró

nych stanowiskach, przez co

pozbywamy si

bł

dów zegara satelity (tzw. pierwsze ró

nice) i odbiornika (tzw. drugie ró

nice). Zastosowanie

takich procedur powoduje,

e szcz

tkowe bł

dy aparaturowe, takie jak niestabilno

ść

stotliwo

ci generatorów na

satelicie i w odbiorniku, bł

dy transmisji i zliczania czasu, bł

dy dokonywania korelacji sygnału satelitarnego i

generowanego przez odbiornik (replica code) przy pomiarach kodowych i pomiaru fazy w pomiarach fazowych
mo

emy uzna

za znikomo małe i nie uwzgl

dnia

ich w analizach praktycznych wyznacze

51.

refrakcja jonosferyczna

Wpływ jonosfery, któr

charakteryzuje zmienne nasycenie elektronów, usuwamy prawie zupełnie przez pomiar

odległo

ci na dwóch odpowiednio dobranych cz

stotliwo

ciach i tworzenie liniowych kombinacji wyników (w

stosunku 9:7). Te operacje wykonuj

automatycznie wszystkie programy, za pomoc

których opracowujemy wyniki.

Dyspersja czyli rozpraszanie fal elektromagnetycznych jest efektem ich przechodzenia przez jonosfer

. Aktualny

stan jonosfery determinuje g

sto

ść

elektronów ( współczynnik TEC – total elektron kontent). Istniej

ró

ne modele

– sposoby opisu jonosfery,

aden nie redukuje zjawiska refrakcji w sposób zupełny. Kryterium opisuj

cym stan

jonosfery jest g

sto

ść

elektronów w 1 m3 tego

rodowiska. Główne czynniki: pora doby, aktywno

ść

Sło

ca, szer.

Geograf. Warto

ść

TEC oznacza stopie

jonizacji okre

lanych liczb

zjonizowanych cz

stek w jednostce obj

ci.

52.

Refrakcja troposferyczna

Wpływ troposfery, rozci

gaj

cej si

do wysoko

ci 50-70 km nad powierzchni

Ziemi, usuwamy przez

wprowadzenie poprawki, któr

oblicza automatycznie odbiornik satelitarny na podstawie zawartego w

oprogramowaniu modelu atmosfery. Najprostszy model (stacjonarny, tj. nieuwzgl

dniaj

cy zmian atmosfery

w czasie) to zespół trzech wzorów wyra

cych zmian

podstawowych parametrów atmosfery (tj.

temperatury, ci

nienia i g

sto

ci) w funkcji wysoko

ci. Poniewa

nie odpowiada on na ogół warunkom

atmosfery w miejscu obserwacji GPS, zatem i poprawka obliczona przez instrument b

dzie bł

dna. Je

li jednak

wyznaczamy ró

nice współrz

dnych punktów sieci (a nie same współrz

dne), to model troposfery w s

siednich

punktach sieci w zbli

ony sposób nie b

dzie przystawał do warunków atmosferycznych i obliczone poprawki b

obci

ąż

one podobnymi bł

dami, a wi

c z ró

nicy współrz

dnych si

wyeliminuj

. Wa

na jest wi

c nie tyle

poprawno

ść

modelu atmosfery, ile warunek,

eby dawał on takie same bł

dy na wszystkich mierzonych punktach.

Jest to mo

liwe wtedy, gdy punkty nie s

zbytnio oddalone od siebie i panuj

na nich podobne warunki

atmosferyczne. Nie ma jednoznacznej odpowiedzi na pytanie, co to znaczy „zbytnio oddalone”, gdy

zale

y to od

wielu zmieniaj

cych si

czynników.

Z praktyki o

rodków satelitarnych na całym

wiecie wynika,

e do uzyskania centymetrowej dokładno

ci ró

nicy

wyznaczanych współrz

dnych odległo

ść

dzy punktami nie powinna przekracza

15-30 km. Mo

na doda

bardziej zaawansowane programy obliczaj

poprawk

troposferyczn

w dwóch cz

ęś

ciach: drycorrection –

dla wy

szej warstwy tzw. troposfery suchej i wet correction – dla ni

szej warstwy tzw. troposfery wilgotnej,

w której wyst

puje ju

para wodna.

53.

Wielotorowo

ść

sygnałów:

Sygnał GPS docieraj

cy na Ziemi

e zosta

odbity od ró

nych przeszkód. Antena odbiera sygnał bezpo

redni,

a nast

pnie odbity ( z opó

nieniem). W celu zapobiegania tego typu zjawiskom stosuje si

ró

nego rodzaju anteny.

Sygnał satelitarny na drodze satelita – antena odbiorcza mo

e zosta

odbity. w takim przypadku do odbiornika

trafia sygnał bezpo

redni oraz odbity, co w przypadku gdy odbiornik nie jest w stanie odró

tych sygnałów

i odfiltrowa

odbitego, wpływa na bł

dny pomiar odległo

ci do satelity. Zjawisku wielotorowo

ci w pobli

odbiornika sprzyjaj

zwłaszcza: jednolite gładkie powierzchnie, tafle szklane, tafla wody, przesłoni

cie nieba przez

drzewa, itp. Rysunek po prawej przedstawia wpływ wielotorowo

ci na wyznaczan

odległo

ść

do satelity dla

przykładowej stacji referencyjnej.

Odbiornik L1 – przyrz

d do wykonywania pomiarów satelitarnych GNSS, odbieraj

cy sygnały emito-wane przez

satelity tylko na jednej cz

stotliwo

ci (L1).

Odbiornik L1/L2 – przyrz

d do wykonywania pomiarów satelitarnych GNSS, odbieraj

cy sygnały emi-towane

przez satelity co najmniej na dwóch cz

stotliwo

ciach (L1 i L2).

- nie zaleca si

do zakładania osnowy pomiarowej wykorzystania współrz

dnych wyliczonych w serwisie POZGEO

ze zbiorów obserwacyjnych z odbiorników L1 oraz ze zbiorów obserwacyjnych z odbiorników L1/L2 krótszych ni

40 minut,
- do wykonywania pomiarów RTK zaleca si

stosowanie odbiorników L1/L2 z mo

liwo

pomiaru RTK przy

wykorzystaniu poprawek sieciowych. Do wykonywania pomiarów RTK dopuszcza si

wykorzystanie fazowych

odbiorników L1 z mo

liwo

pomiaru RTK,

- punkty osnowy pomiarowej sytuacyjnej i wysoko

ciowej, szczegóły sytuacyjne b

ce przedmiotem ewidencji

gruntów i budynków oraz punkty dostosowania wykorzystywane w transformacji nale

y mierzy

co najmniej

odbiornikami L1/L2,
-do pomiarów DGNSS stosuje si

kodowe odbiorniki L1 z mo

liwo

pomiaru DGNSS i pomiarem kodu

wspomaganym pomiarami fazy fali no

nej,

- do pomiarów szczegółów nale

żą

cych do II grupy dokładno

ci pomiaru syt. mo

e by

wykorzystany co najmniej

odbiornik L1/L2 .

2. Odbiorniki wyposa

ono w wiele funkcji. Mi

dzy innymi:

•

okre

lenie współrz

dnych według ró

nych układów współrz

dnych (standardowo WGS 84)

•

rejestrowanie

ladu

•

nawigacja "do punktu" oraz "po trasie"

•

track back (czyli powrót do miejsca wyj

cia "t

sam

tras

•

pomiar odległo

•

wyznaczenie powierzchni (np. działki)

•

obliczanie wschodów i zachodów sło

ca oraz pór ksi

ęż

yca

a w bardziej rozbudowanych odbiornikach:

•

wietlanie map i nawigacja na mapach warstwowych

•

komunikacja przez port szeregowy (RS232/USB) i Bluetooth z innym sprz

tem elektronicznym (PC, PPC,

Palm, elektroniczna mapa morska ECDIS)

•

autorouting (wyznaczanie automatycznej trasy "po drogach")

•

Sygnał dociera do u

ytkownika na dwóch cz

stotliwo

ciach no

nych L

= 1575,42 MHz (długo

ść

fali

19,029 cm) i L

= 1227,6 MHz (długo

ść

fali 24,421 cm). Porównanie ró

nicy faz obu sygnałów pozwala na

dokładne wyznaczenie czasu propagacji, który ulega nieznacznym wahaniom w wyniku zmiennego wpływu
jonosfery, jednak nie w stopniu uniemo

liwiaj

cym okre

lenie współrz

dnych. U

ytkownicy cywilni

przybli

poprawk

jonosferyczn

otrzymuj

w depeszy nawigacyjnej lub dzi

ki systemowi DGPS.

•

Identyfikacja satelitów oparta jest na metodzie podziału kodu CDMA (Code Division Multiple Access)
oznacza to,

e wszystkie satelity emituj

na tych samych cz

stotliwo

ciach, ale sygnały s

modulowane

ró

nymi kodami.

•

Odbiór sygnału bez zastosowania anten parabolicznych, które w tym przypadku s

bezu

yteczne ze

wzgl

du na ich kierunkowo

ść

, wymaga zaawansowanych technik oddzielania sygnału od szumu i

przetwarzania sygnału. Satelity s

w ci

głym ruchu; wyznaczenie pozycji odbiornika na podstawie pomiaru

tzw. pseudoodległo

ci od kilku satelitów jest równie

zło

onym zadaniem, wymagaj

cym m.in.

uwzgl

dnienia spowolnienia upływu czasu w polu grawitacyjnym Ziemi.

•

Satelita GPS.

•

Dla poprawnej pracy systemu kluczowy jest czas. Ka

dy satelita jest wyposa

ony w zegar atomowy, dzi

czemu jego sygnał jest dokładnie zsynchronizowany z całym systemem. Jednocze

nie satelity tworz

razem z kilkoma nadajnikami naziemnymi swoist

sie

korekcji czasu. W efekcie odbiornik GPS podaje nie

tylko pozycje, ale równie

bardzo precyzyjny czas.

Informacja kodowa dla GPS
• Navigation Message

– cz

stotliwo

ść

= 50 Hz nało

ony na obydwa kody P(Y) i C/A.

– dzieli si

na 25 ramek o długo

ci 1 500 bitów. Ka

da ramka dzieli si

na 5 podramek,

– czas transmisji 30 sekund - pełna po 12.5 min,
– zawiera wszystkie informacje o satelitach:

• almanac - przybli

one poło

enie satelity,

• współczynniki modelu opó

nienia jonosferycznego,

• poprawki zegarów satelitarnych,
• efemerydy broadcast (pokładowe) satelitów,

• Kod C/A (Coarse Acquisition)

– jawny - o znanej strukturze,
– transmitowany tylko na cz

stotliwo

ci no

nej L1,

– cz

stotliwo

ść

= 1.023MHz (długo

ść

fali = 293.1m),

– długo

ść

kodu wynosi 1023 bitów odmiennych dla ka

dego satelity (PRN - Pseudo Random

Noise),
– czas transmisji całego kodu - 1 milisekunda

• Kod P/Y (precision/encrypted)

– struktura niejawna,
– transmitowany na cz

stotliwo

ciach L1 i L2

– cz

stotliwo

ść

= 10.23MHz (długo

ść

fali =29.31m),

– czas transmisji całego kodu - 266 dni (7 dni dla ka

dego satelity)

• Kod L2C (L2 Civilian)

– jawny - o znanej strukturze,
– transmitowany tylko na cz

stotliwo

ci no

nej L2,

– cz

stotliwo

ść

= 1.023MHz (długo

ść

fali = 293.1m),

– kod dzielony jest na dwie sekwencje CM ( Civilian Moderate) o długo

ci 10 230 bitów i

powtarzany co 20 ms oraz CL (Civilian Long) o długo

ci 767 250 bitów powtarzany co 1500.

• Kod L1C (L1 Civilian). Planowany w satelitach bloku III (po 2013 roku). Struktura ma by

podobna jak dla kodu L2C

Informacja kodowa dla Glonass
• Navigation Message

– cz

stotliwo

ść

= 50 Hz nało

ony na obydwa kody SP i HP.

– dzieli si

na 5 ramek. Ka

da ramka dzieli si

na 15 linii,

– czas transmisji 30 sekund - pełna po 2.5 min,
– zawiera wszystkie informacje o satelitach:

• almanac - przybli

one poło

enie satelity,

• parametry przesuni

cia fazy,

• poprawki zegarów satelitarnych,
• efemerydy broadcast (pokładowe) satelitów,

• Kod SP (Standard Precision)

– jawny - o znanej strukturze,
– transmitowany tylko na cz

stotliwo

ci no

nej L1,

– cz

stotliwo

ść

= 0.511MHz,

– długo

ść

kodu wynosi 511 bitów odmiennych dla ka

dego satelity,

– czas transmisji całego kodu - 1 milisekunda

• Kod HP (High precision)

– struktura niejawna,
– transmitowany na cz

stotliwo

ciach L1 i L2

– cz

stotliwo

ść

= 5.11MHz,

Schemat odbiornika do nawigacji.

Tyle mam o antenach:

kanały

tory

turystyczny

wojskowy

GISowskie

Geodezyjne

1 sat

kod C/A, P

fala no

kod P

fala no

ARP-Antena Reference Point
Kanały odbiorcze: 1kanał=1 staelita=1 cz

stotliwo

ść

Interwały rejestracji 1s,2s,4s,5s,6s,12s,15s,20s,30s,60s
Cz

stotliwo

ci: 0,01=100Hz;0,02=50Hz;0,05=20Hz;0,1=10Hz;0,2=5Hz;0,5=2Hz

Korelatory fali no

nej pracuj

nieprzerwanie

Przedwzmacniacz: filtruje u

yteczne cz

stotliwo

ci, wzmacnia sygnał

4. Kalibracja anten odbiorczych sygnałów GNSS - typy kalibracji, wyznaczane parametry.

Zmienno

ść

poło

enia centrów fazowych (PCV – Phase Center Variations) anten odbiorników GPS jest

ródłem

bł

dów w precyzyjnych pomiarach satelitarnych, szczególnie w satelitarnej niwelacji precyzyjnej, badaniach

deformacji, opracowaniu sieci geodezyjnych, etc.
Po co kalibracja?
Tworzona jest „mapa” charakterystyki anten, modelowane/lokalizowane s

centra fazowe anten (PCO - phase

center offset ). W precyzyjnym pozycjonowaniu GPS stosuje si

odpowiednio modele zmienno

ci centrów

fazowych na podstawie kalibracji:

• absolutnej (kalibracja robotem),

• wzgl

dnej,

• kalibracje IGS (International GNSSS ervice), NGS (National Geodetic Survey),

• zale

ne tylko od kata elewacji satelity lub od elewacji i azymutu.

5.Warunki jakie powinien spełnia

w pełni operacyjny system GNSS

GNSS (Global Navigation Satellite System) nie ogranicza si

jedynie do wyznaczania pozycji na podstawie

jakiego

systemu satelitarnego, lecz musi równie

spełnia

wszystkie ni

ej omówione warunki, tj.

−

Dokładno

ść

(accuracy). Pewnym rozwi

zaniem jest tu zorganizowanie specjalnego systemu LAAS (Local

Area Augmentation System).
Zdolno

ść

natychmiastowego ostrzegania u

ytkownika o niewła

ciwym funkcjonowaniu (integrity)

spełnienie warunku integrity jest bardzo trudne i stosuje si

do tego dwie metody:

tzw. wewn

trzne lub zewn

trzne.

Metoda wewn

trzna bywa nazywana RAIM (receiver autonomous integrity monitoring)- Polega ona na

wykorzystaniu pomiarów wykonanych przy u

yciu nadliczbowych satelitów i, niestety, nie daje pewnych

wyników.
Administratorzy systemów satelitarnych rozwijaj

raczej metody zewn

trzne (external methods of integrity

monitoring) polegaj

ce na kontroli w czasie rzeczywistym sygnału systemu poprzez specjaln

sie

stacji

naziemnych. Dodatkowym kanałem (GPS integrity channel GIC) wysyłany jest do u

ytkownika GPS

niezale

ny sygnał zawieraj

cy informacje integrity. Do jego transmisji najcz

ęś

ciej wykorzystuje si

satelity

geostacjonarne, np. Inmarsat. Innym – przyszło

ciowym – rozwi

zaniem w metodach zewn

trznych b

dzie

czne wykorzystanie sygnałów systemu GPS i sygnałów pochodz

cych z niezale

nych

ródeł, np.

pomiarów inercyjnych, Loran C, GLONASS czy Galileo.

−

Nieprzerwane funkcjonowanie (continuity of service).
Warunek ten okre

la zdolno

ść

systemu satelitarnego do zapewnienia

żą

danego serwisu przez okre

lony

czas bez jakichkolwiek przerw.

−

Dost

pno

ść

(availability).

Jest to współczynnik wyra

cy w procentach czas, w ci

gu którego system mo

e by

wykorzystywany.

6. Porównwnaie GPS i GLONASS

• Identyczna liczba satelitów - 24 (Rosjanie obecnie nie osi

gaj

tego poziomu)

• Plany orbitalne – 6x4 satelity w GPS i 3x8 w GLONASS
• Inklinacja toru– wi

ksza w przypadku satelitów rosyjskich

• Wysoko

ść

orbit – ameryka

skie satelity znajduj si

nad rosyjskimi

• Czas okr

ąż

enia Ziemi – wi

kszy w przypadku ameryka

skich z powodu wi

kszej wysoko

ci orbit

• Inny układ odniesienia – w GPS WGS-84, w GLONASS PZ 90
• Metoda kodowania – w GPS CDMA, w GLONASS FDMA
• Oba systemy

wiadcz serwis dokładny (pasmo P) oraz cywilny (C/A)

7. Rola nakładki EGNOS w nawigacji - European Geostationary Navigation Overlay Service)

koncepcja cywilnego systemu nawigacji satelitarnej

3 satelity geostacyjne (15.5

W , 21.5

E i 25

E ).

naziemne stacje pomiarowe i kontrolne- 34 stacje przekazuj

dane do 4 centrów obliczeniowych które

redniaj

, koreluj

, poprawiaj

i przekazuj

do 3 satelit geostacyjnych

poprawa dokładno

ci danych z sieci Navstar

weryfikacja działania Navstar - aplikacje „Safety of Life”,

SISNET

dane o wiarygodno

ci systemów GPS/ GLONASS przez Internet

dzi

ki niej nawigacja wyró

nia si

lepsz

dokładno

wskaza

,wiarygodno

,ci

gło

działania i stał

dost

pno

usług nawigacyjnych

Europejski system EGNOSS - wspomaga działanie istniej

cych systemów nawigacji satelitarnej ( głównie sieci

Navstar). Do odbiorników GPS współpracuj

cych z EGNOS wysyłane s

sygnały korekcyjne pochodz

ce z

satelitów geostacjonarnych znajduj

cych si

nad Europ

. Sygnały te zawieraj

korekty pozycji podawanych przez

sie

Navstar, co kilkukrotnie zwi

ksza ich dokładno

ść

Przede wszystkich EGNOS weryfikuje dane pochodz

ce z sieci Navstar, sprawdzaj

c czy nie doszło do awarii tych

satelitów lub bł

dów podczas transmisji. Dzi

ki temu dane z sieci Navstar/EGNOS mog

zastosowane tam,

gdzie ze wzgl

dów bezpiecze

stwa, musz

w pełni wiarygodne. Sa to tzw. aplikacje typu„Safety of Life”, np.

Precyzyjna nawigacja samolotów, sterowanie ruchem poci

gów czy niektóre akcje ratunkowe.

EGNOS opiera si

na trzech satelitach geostacjonarnych (15.5

W , 21.5

E i 25

E ). Na Ziemi znajduj

stacje

pomiarowe i kontrolne, które prowadz

głe testy sieci Navstar i satelitów EGNOS. Obliczaj

poprawki danych

GPS, wykrywaj

nieprawidłowo

ci w transmisji i sprawdzaj

, czy nie doszło do awarii którego

z satelitów EGNOS,

które z kolei wysyłaj

je do odbiorników GPS. Jedne ze stacji kontrolnych sieci EGNOS znajduje si

w Warszawie,

w Centrum Bada

Kosmicznych.

8. Polskie stacje DGNSS dla potrzeb

eglugi na Bałtyku.

Polska współpracuje z komitetem e-Navigation IALA w badaniach potencjalnych mo

liwo

ci transmisji DGNSS przy

wykorzystaniu globalnego satelitarnego systemu nawigacji przez 2 polskie stacje bazowe DGPS na Morzu
Bałtyckim – DZIWNÓW I ROZEWIE

Pomiar DGNSS – technika ró

nicowych pomiarów GNSS oparta na pomiarach kodowych pseudoodległo

ci do

satelitów GNSS, w której wyznaczane współrz

dne s

korygowane za pomoc

poprawek DGNSS.

Poprawki DGNSS – zbiór danych dotycz

cych pomiaru kodowego GNSS obliczony na podstawie pomiarów

prowadzonych przez stacje referencyjne, wykorzystywany przez odbiornik ruchomy w celu zwi

kszenia precyzji

wyznaczanej pozycji.

Polskie stacje ASG EUPOS, które mog

bra

udział w nawigacji

eglugowej na Bałtyku:

KAM1 – Kamie

Pomorski,

KOSZ - Koszalin,

ŁAD – Władysławowo,

GDAN - Gda

sk,

ELBL - Elbl

9. Warunki realizacji pomiarów RTK, uzyskiwane dokładno

ci.

Warunkiem realizacji pomiarów RTK jest
bezpo

rednia ł

czno

ść

dzystacj

bazow

a odbiornikiem ruchomym.

Informacje ze stacji bazowej w postaci obserwacji lub poprawek do obserwacji s

przesyłane do odbiornika

ruchomego, gdzie nast

puje proces opracowania i wyznaczenia pozycji. Opracowanie obserwacji ze stacji

bazowej oraz odbiornika ruchomego nast

puje bezpo

rednio w terenie w przeno

nym komputerze (palmptopie).

Metoda wymaga widoczno

ci minimum 5 satelitów powy

ej 15 st. .

Zalet

jest natychmiastowe wyznaczenie pozycji,

natomiast do wad nale

y zaliczy

konieczno

ść

zapewnienia ci

głej ł

czno

ci mi

dzy stacj

bazow

i odbiornikiem

ruchomym oraz
ograniczeniem zasi

gu metody wynikaj

cym z mo

liwo

ci uproszczonych algorytmów

Dokładno

ść

±1-2cm+2ppm*S dla składowych horyzontalnych i

Około ±3cm+2ppm*S dla składowej wysoko

ciowej.

10. Zasady planowania pomiarów GNSS przy pomiarach osnów.

Do zasad wykonywania statycznych pomiarów satelitarnych z wykorzystaniem systemu ASG-EUPOS zalicza si

m.in.:

•

wybór lokalizacji – pomiary statyczne nale

y wykonywa

w miejscach, w których bezpo

rednim s

siedztwie

nie wyst

puj

- przeszkody terenowe wokół punktu powy

ej 15º nad horyzontem

- elementy infrastruktury technicznej emituj

ce fale elektromagnetyczne

- powierzchnie mog

ce powodowa

odbicia sygnałów satelitarnych

•

warunki techniczne pomiaru:

- minimalna liczba obserwowanych jednocze

nie satelitów nie powinna by

mniejsza od 4

- maksymalna warto

ść

parametru PDOP nie powinna przekracza

warto

ci 6

- zalecany interwał rejestracji danych satelitarnych GNSS na punkcie wynosi 5 sekund
- zalecana minimalna wysoko

ść

anteny nad powierzchni

gruntu wynosi 1,0 m

Opracowanie wyników w postprocessingu mo

e by

wykonane:

1. automatycznie w systemie ASG-EUPOS
2. przez u

ytkownika przy wykorzystaniu danych obserwacyjnych ze stacji ASG-EUPOS

Przy projektowaniu sieci geodezyjnej oprócz podstawowych warunków wynikaj

cych z zasad pomiarów

satelitarnych, nale

y zwróci

uwag

na nast

puj

ce elementy:

- dogodny dojazd do punktów sieci w celu zminimalizowania czasu dotarcia do punktu z odbiornikiem
- istnienie zabudowy na punktach utrudniaj

cych lub uniemo

liwiaj

cych pomiar technikami satelitarnymi GPS

- zapewnieniu ci

głej widoczno

ci satelitów w trakcie pomiaru poszczególnych wektorów GPS tworz

cych sie

geodezyjn

- zapewnieniu dostatecznej liczby punktów nawi

zania sieci GPS (co najmniej 4 o znanych współrz

dnych)

rozmieszczonych mo

liwie w taki sposób, by punkty wyznaczane w sieci znajdowały si

wewn

trz wieloboku

cego punkty nawi

zania

- zapewnienie nawi

zania do sieci wysoko

ciowej

- sie

GPS powinna by

tak zaprojektowana aby stosunek liczby obserwacji do liczby niewiadomych był wi

kszy od