Kartografia
Kartografia –
– wykład
wykład
GLOBAL POSITIONING SYSTEM
GLOBAL POSITIONING SYSTEM
GLOBAL POSITIONING SYSTEM
GLOBAL POSITIONING SYSTEM
GPS
GPS
Systemy nawigacji satelitarnej
Systemy nawigacji satelitarnej –
–
historia (pocz
ą
tki)
historia (pocz
ą
tki)
1957 – Sputnik – (ZSRR) „towarzysz
podróży”, pierwszy sztuczny satelita
Ziemi
Ziemi
1958 – Explorer I – (USA) pierwszy
amerykański satelita w kosmosie
Systemy nawigacji satelitarnej
Systemy nawigacji satelitarnej
1973 – NAVSTAR GPS – (USA)
Departament Obrony podejmuje
decyzje o połączeniu programów
militarnych US Navy –
TIMACTION oraz US Air Force –
TIMACTION oraz US Air Force –
621B w celu stworzenia
NAVSTAR GPS
1978 – NAVSTAR GPS – (USA)
wystrzelenie pierwszego satelity
bloku I
Systemy nawigacji satelitarnej
Systemy nawigacji satelitarnej
1994 – NAVSTAR GPS –
(USA) osiągnięcie pełnej
zdolności operacyjnej
2000 – NAVSTAR GPS –
2000 – NAVSTAR GPS –
(USA) wyłączenie zakłócania
sygnałów GPS (SA)
SA
SA -- Selective Availability
Selective Availability –
– od roku 1996
od roku 1996
do 1 maja 2000 zakłócenie polegające na celowym
do 1 maja 2000 zakłócenie polegające na celowym
obniżeniu dokładności GPS, wyznaczenie położenia
obniżeniu dokładności GPS, wyznaczenie położenia
do 100m
do 100m
Systemy nawigacji satelitarnej
Systemy nawigacji satelitarnej
NAVSTAR GPS dziś:
24 h, ogólnoświatowy zasięg
duża dokładność, określenie
pozycji 3D
pozycji 3D
określenie prędkości
poruszania się obiektu
określenie dokładnego czasu
jednolity układ współrzędnych
dla całego świata WGS 84
Systemy nawigacji satelitarnej
Systemy nawigacji satelitarnej
1982 – GLONASS (Globalnaja
Nawigacjonnaja Satelitarnaja Sistiema)
– (ZSRR) wystrzelenie pierwszych trzech
satelitów
Docelowa konfiguracja systemu GLONASS:
24 orbitujące satelity
3 kołowe płaszczyzny orbitalne,
wysokość 19,100 km, nachylenie 64.80
Pełna zdolność operacyjna przewidywana
na 1987
Systemy nawigacji satelitarnej
Systemy nawigacji satelitarnej
GLONASS – status konstelacji
17 kwiecień 2007:
11 sprawnych satelitów na trzech
orbitach
orbitach
System nie osiągnął pełnej
zdolności operacyjnej
Systemy nawigacji satelitarnej
Systemy nawigacji satelitarnej
W latach osiemdziesiątych zrodził się pomysł
budowy w Europie systemu nawigacyjnego.
Główną przyczyną był brak zaufania do istniejących
systemów, które mogły być w każdej chwili
wyłączone lub zakłócone przez ich właścicieli -
Departament Obrony
USA
i Ministerstwo Obrony
ZSRR
(później Rosji) oraz ograniczona
Departament Obrony
USA
i Ministerstwo Obrony
ZSRR
(później Rosji) oraz ograniczona
dokładność tych systemów
Ma on być równoważną alternatywą dla
amerykańskiego systemu
NAVSTAR
i rosyjskiego
GLONASS
, lecz w przeciwieństwie do nich będzie
kontrolowany przez instytucje cywilne.
Systemy nawigacji satelitarnej
Systemy nawigacji satelitarnej
2005 – Galileo – (UE) planowane wystrzelenie
pierwszego satelity
2008 – Galileo – (UE) planowane uruchomienie
systemu (przesunięte na 2013 rok)
Systemy nawigacji satelitarnej
Systemy nawigacji satelitarnej
Docelowo – segment globalny:
30 satelitów na trzech orbitach
(w tym 3 zapasowe)
2 centra kontrolne, zlokalizowane na
terenie Europy (GALILEO Control Centers)
terenie Europy (GALILEO Control Centers)
Światowa sieć stacji Up-link – transfer
danych do i od satelitów
Stacje nadzoru – rozmieszczone na całym
globie, monitorują jakość sygnału do GCC
(integracja informacji)
GPS
GPS --
ISTOTA SYSTEMU
ISTOTA SYSTEMU
GPS
GPS (Global Positioning System) służy do
(Global Positioning System) służy do
określania położenia przestrzennego
określania położenia przestrzennego
obiektów w oparciu o pomiar odległości od
obiektów w oparciu o pomiar odległości od
satelitów
satelitów (SVs
(SVs –
– S[pace]V[ehicle]s)
S[pace]V[ehicle]s)
Navstar
Navstar, których położenie w danym
, których położenie w danym
Navstar
Navstar, których położenie w danym
, których położenie w danym
momencie czasu jest bardzo dokładnie
momencie czasu jest bardzo dokładnie
określone. Jest to przestrzenne wcięcie
określone. Jest to przestrzenne wcięcie
wstecz, do czego potrzebne są min. 3
wstecz, do czego potrzebne są min. 3
odległości do 3 równomiernie rozłożonych
odległości do 3 równomiernie rozłożonych
satelitów, które nie mogą być w linii.
satelitów, które nie mogą być w linii.
GPS
GPS --
ISTOTA SYSTEMU
ISTOTA SYSTEMU
Miarą odległości jest czas wędrówki sygnału
Miarą odległości jest czas wędrówki sygnału
radiowego satelitów na Ziemię. Satelity
radiowego satelitów na Ziemię. Satelity
(orbita na wysokości 20200 km) mają po
(orbita na wysokości 20200 km) mają po
dwa zegary atomowe na pokładzie,
dwa zegary atomowe na pokładzie,
natomiast odbiorniki tylko zwykłe kwarcowe.
natomiast odbiorniki tylko zwykłe kwarcowe.
czas wędrówki sygnału ok. 6/100 s
czas wędrówki sygnału ok. 6/100 s
czas wędrówki sygnału ok. 6/100 s
czas wędrówki sygnału ok. 6/100 s
błąd pomiaru czasu rzędu1/1000 000 s x 300
błąd pomiaru czasu rzędu1/1000 000 s x 300
000 km/s daje już błąd odległości 300 m!
000 km/s daje już błąd odległości 300 m!
osiągana obecnie dokładność pomiaru bez
osiągana obecnie dokładność pomiaru bez
dodatkowych korekcji wynosi kilka metrów
dodatkowych korekcji wynosi kilka metrów
W praktyce tego czasu nie da się zmierzyć.
W praktyce tego czasu nie da się zmierzyć.
Wylicza się go jako poprawkę, do czego jest
Wylicza się go jako poprawkę, do czego jest
potrzebny sygnał od 4 satelity
potrzebny sygnał od 4 satelity
Satelitarny system wyznaczania
Satelitarny system wyznaczania
pozycji na powierzchni Ziemi
pozycji na powierzchni Ziemi
GPS
GPS –
–
ZASADA DZIAŁANIA
ZASADA DZIAŁANIA
Do pomiaru wykorzystuje się fale
Do pomiaru wykorzystuje się fale
radiowe emitowane przez satelity
radiowe emitowane przez satelity
z orbity o promieniu 20200 km
z orbity o promieniu 20200 km
na 2 bardzo wysokich częstotliwościach
na 2 bardzo wysokich częstotliwościach
L1 i L2
L1 i L2 (obie powyżej 1 GHz).
(obie powyżej 1 GHz).
L1 i L2
L1 i L2 (obie powyżej 1 GHz).
(obie powyżej 1 GHz).
Na powierzchni Ziemi fale te są bardzo
Na powierzchni Ziemi fale te są bardzo
słabe, nawet 30x słabsze od szumu
słabe, nawet 30x słabsze od szumu
odbiorników starszych typów. Gęste
odbiorników starszych typów. Gęste
listowie utrudnia ich odbiór nie mówiąc
listowie utrudnia ich odbiór nie mówiąc
o solidniejszych przeszkodach
o solidniejszych przeszkodach
terenowych.
terenowych.
GPS
GPS –
–
ZASADA DZIAŁANIA
ZASADA DZIAŁANIA
Fala L1
Fala L1 jest rozpraszana kodami:
jest rozpraszana kodami: C/A
C/A
(cywilnym kodem szerokiego dostepu
(cywilnym kodem szerokiego dostepu
czyli
czyli Coarse Availability
Coarse Availability) i
) i P
P
(precezyjnym kodem wojskowym
(precezyjnym kodem wojskowym
(precezyjnym kodem wojskowym
(precezyjnym kodem wojskowym
Precision Code
Precision Code) często dodatkowo
) często dodatkowo
szyfrowanym do postaci oznaczanej
szyfrowanym do postaci oznaczanej Y
Y.
.
GPS
GPS –
–
ZASADA DZIAŁANIA
ZASADA DZIAŁANIA
Fala L2
Fala L2 jest rozpraszana kodem
jest rozpraszana kodem P
P
(ewent. Y). Dopiero tak
(ewent. Y). Dopiero tak
spreparowana fala nośna (
spreparowana fala nośna (carrier
carrier)
)
jest modulowana depeszą
jest modulowana depeszą
jest modulowana depeszą
jest modulowana depeszą
nawigacyjną i wysyłana. PRN często
nawigacyjną i wysyłana. PRN często
funkcjonuje zamiast numeru satelity
funkcjonuje zamiast numeru satelity
w nadawanych z kosmosu
w nadawanych z kosmosu
komunikatach i przetwarzających
komunikatach i przetwarzających
je programach.
je programach.
GPS
GPS –
–
ZASADA DZIAŁANIA
ZASADA DZIAŁANIA
Aby można było je odczytać
Aby można było je odczytać
wykorzystuje się specjalną
wykorzystuje się specjalną
technologię, której istotę stanowi
technologię, której istotę stanowi
tzw. rozpraszanie fali kodem
tzw. rozpraszanie fali kodem
tzw. rozpraszanie fali kodem
tzw. rozpraszanie fali kodem
pseudolosowym
pseudolosowym
((PRN
PRN –
– Pseudo Random Noise
Pseudo Random Noise).
).
GPS
GPS –
–
STOSOWANE UKŁADY ODNIESIENIA
STOSOWANE UKŁADY ODNIESIENIA
I UKŁADY WSPÓŁRZ
Ę
DNYCH
I UKŁADY WSPÓŁRZ
Ę
DNYCH
Wszystkie podstawowe obliczenia wykonuje się
Wszystkie podstawowe obliczenia wykonuje się
w
w geocentrycznym układzie
geocentrycznym układzie
ortogonalnym XYZ
ortogonalnym XYZ
(ORTOKARTEZJAŃSKIM)
(ORTOKARTEZJAŃSKIM)
Układ ortokartezjański
Układ ortokartezjański –
– od poprzednio
od poprzednio
Układ ortokartezjański
Układ ortokartezjański –
– od poprzednio
od poprzednio
stosowanych w geodezji układów odniesienia
stosowanych w geodezji układów odniesienia
różni się zwłaszcza punktem zaczepienia w
różni się zwłaszcza punktem zaczepienia w
środku masy a nie w środku geometrycznym
środku masy a nie w środku geometrycznym
(będącym środkiem elipsoidy będącej akurat
(będącym środkiem elipsoidy będącej akurat
w użyciu). Nieco inne są też parametry
w użyciu). Nieco inne są też parametry
geometryczne, jak spłaszczenie elipsoidy i
geometryczne, jak spłaszczenie elipsoidy i
długość półosi.
długość półosi.
Parametry elipsoid aproksymuj
ą
cych
Parametry elipsoid aproksymuj
ą
cych
brył
ę
Ziemi
brył
ę
Ziemi
Autor elipsoidy
Autor elipsoidy
Data
Data
obliczenia
obliczenia
Duża
Duża
półoś
półoś
a
a w [m]
w [m]
Mała
Mała
półoś
półoś
b
b w [m]
w [m]
Spłaszczenie
Spłaszczenie
(a
(a--b)/a
b)/a
J.B. Delambre
J.B. Delambre
1800
1800
6 375 653
6 375 653 6 356 564
6 356 564
1:334,0
1:334,0
F.W. Bessel
F.W. Bessel
1841
1841
6 377 397
6 377 397 6 356 079
6 356 079
1:299,2
1:299,2
F.W. Bessel
F.W. Bessel
1841
1841
6 377 397
6 377 397 6 356 079
6 356 079
1:299,2
1:299,2
A.R. Clarke
A.R. Clarke
1880
1880
6 378 249
6 378 249 6 356 515
6 356 515
1:293,5
1:293,5
J.F. Hayford
J.F. Hayford
1909
1909
6 378 388
6 378 388 6 356 912
6 356 912
1:297,0
1:297,0
F.N. Krasowski
F.N. Krasowski
1940
1940
6 378 245
6 378 245 6 356 868
6 356 868
1:298,3
1:298,3
Międzynarodowa
Międzynarodowa
Unia Geodezji i
Unia Geodezji i
Geofizyki
Geofizyki
1979
1979
6 378 137
6 378 137 6 356 752
6 356 752
1:298,257
1:298,257
Układ WGS 84
Układ WGS 84 –
– globalny
globalny
geodezyjny system odniesienia
geodezyjny system odniesienia
bazujący na elipsoidzie WGS 84
bazujący na elipsoidzie WGS 84
wyznaczonej technikami
wyznaczonej technikami
satelitarnymi. Elipsoida WGS 84 jest
satelitarnymi. Elipsoida WGS 84 jest
satelitarnymi. Elipsoida WGS 84 jest
satelitarnymi. Elipsoida WGS 84 jest
umieszczona centrycznie w bryle
umieszczona centrycznie w bryle
Ziemi, tak że jej krótsza oś pokrywa
Ziemi, tak że jej krótsza oś pokrywa
się ze średnim położeniem ziemskiej
się ze średnim położeniem ziemskiej
osi biegunowej.
osi biegunowej.
Geograficzne współrz
ę
dne geodezyjne
Geograficzne współrz
ę
dne geodezyjne
Geograficzna szerokość geodezyjna
Geograficzna szerokość geodezyjna
–
– kąt między normalną do powierzchni
kąt między normalną do powierzchni
elipsoidy a płaszczyzną równika
elipsoidy a płaszczyzną równika
Geograficzna długość geodezyjna
Geograficzna długość geodezyjna
Geograficzna długość geodezyjna
Geograficzna długość geodezyjna
–
– kąt dwuścienny między płaszczyznami
kąt dwuścienny między płaszczyznami
południka miejscowego i południka
południka miejscowego i południka
Greenwich
Greenwich
GPS
GPS –
–
STOSOWANE UKŁADY ODNIESIENIA
STOSOWANE UKŁADY ODNIESIENIA
I UKŁADY WSPÓŁRZ
Ę
DNYCH
I UKŁADY WSPÓŁRZ
Ę
DNYCH
Współrzędne ortogonalne XYZ są
Współrzędne ortogonalne XYZ są
przeliczane na dowolne współrzędne:
przeliczane na dowolne współrzędne:
kątowe
kątowe (szerokość i długość
(szerokość i długość
--
kątowe
kątowe (szerokość i długość
(szerokość i długość
geograficzna)
geograficzna)
--
liniowe
liniowe (inaczej płaskie, czyli siatka
(inaczej płaskie, czyli siatka
kilometrowa) stosowane na mapach
kilometrowa) stosowane na mapach
GPS
GPS –
–
ZASADA DZIAŁANIA
ZASADA DZIAŁANIA
Odbiorniki GPS
Odbiorniki GPS podają współrzędne
podają współrzędne
kątowe odniesione do elipsoidy
kątowe odniesione do elipsoidy
WGS84
WGS84, a współrzędne liniowe
, a współrzędne liniowe
w odwzorowaniu tejże elipsoidy na
w odwzorowaniu tejże elipsoidy na
płaszczyznę określanym jako UTM.
płaszczyznę określanym jako UTM.
płaszczyznę określanym jako UTM.
płaszczyznę określanym jako UTM.
Jeśli mapa jest wykreślona w oparciu
Jeśli mapa jest wykreślona w oparciu
o inne elipsoidy niż WGS84 (lub jej
o inne elipsoidy niż WGS84 (lub jej
pierwsza wersja GRS80) to
pierwsza wersja GRS80) to
bezpośrednie zastosowanie
bezpośrednie zastosowanie
współrzędnych GPS:
współrzędnych GPS: »»
»»
GPS
GPS –
–
ZASADA DZIAŁANIA
ZASADA DZIAŁANIA
będzie obarczone dużym błędem
będzie obarczone dużym błędem
w przypadku współrzędnych
w przypadku współrzędnych
kątowych.
kątowych.
W Polsce na mapach wykreślonych
W Polsce na mapach wykreślonych
W Polsce na mapach wykreślonych
W Polsce na mapach wykreślonych
na elipsoidzie Krasowskiego (układy
na elipsoidzie Krasowskiego (układy
1965 i 1942) błąd wynosi 50
1965 i 1942) błąd wynosi 50--150 m,
150 m,
czasem nawet do 300 m.
czasem nawet do 300 m.
GPS
GPS –
–
ZASADA DZIAŁANIA
ZASADA DZIAŁANIA
da wynik absurdalny w przypadku
da wynik absurdalny w przypadku
współrzędnych liniowych.
współrzędnych liniowych.
Siatka kilometrowa każdego układu
Siatka kilometrowa każdego układu
współrzędnych płaskich jest inna. Niektóre
współrzędnych płaskich jest inna. Niektóre
współrzędnych płaskich jest inna. Niektóre
współrzędnych płaskich jest inna. Niektóre
da się łatwo przeliczyć na GPS
da się łatwo przeliczyć na GPS--owe za
owe za
pomocą prostych współczynników,
pomocą prostych współczynników,
możliwych do wprowadzenia do pamięci
możliwych do wprowadzenia do pamięci
odbiornika. Dotyczy to polskiego układu
odbiornika. Dotyczy to polskiego układu
1992. Inne wymagają przeliczeń
1992. Inne wymagają przeliczeń
w komputerze, zwłaszcza
w komputerze, zwłaszcza
rozpowszechniony
rozpowszechniony
najbardziej układ 1965.
najbardziej układ 1965.
GPS
GPS –
–
ZASADA DZIAŁANIA
ZASADA DZIAŁANIA
WYSOKOŚĆ
WYSOKOŚĆ danego punktu obliczona ze
danego punktu obliczona ze
współrzędnych XYZ jest przeliczana na
współrzędnych XYZ jest przeliczana na
wysokość elipsoidalną tj. wysokość nad
wysokość elipsoidalną tj. wysokość nad
elipsoidą WGS84, podczas gdy na
elipsoidą WGS84, podczas gdy na
elipsoidą WGS84, podczas gdy na
elipsoidą WGS84, podczas gdy na
mapach mamy wysokość nad geoidą
mapach mamy wysokość nad geoidą
(wysokość niwelacyjną, czyli nad
(wysokość niwelacyjną, czyli nad
poziomem morza). Ta ostatnia jest
poziomem morza). Ta ostatnia jest
w Polsce 26 do 43 m mniejsza niż
w Polsce 26 do 43 m mniejsza niż
elipsoidalna (w Krakowie ok. 40 m).
elipsoidalna (w Krakowie ok. 40 m).
Powierzchnia Ziemi,
Powierzchnia Ziemi,
geoida i elipsoida
geoida i elipsoida
Powierzchnia poziomu
Powierzchnia poziomu –
–
powierzchnia prostopadła do
powierzchnia prostopadła do
lokalnego pionu, przebiegająca
lokalnego pionu, przebiegająca
na średnim poziomie
na średnim poziomie
na średnim poziomie
na średnim poziomie
niewzburzonych oceanów,
niewzburzonych oceanów,
przedłużonych pod powierzchnią
przedłużonych pod powierzchnią
lądów.
lądów.
Powierzchnia Ziemi,
Powierzchnia Ziemi,
geoida i elipsoida
geoida i elipsoida
Geoida
Geoida –
– bryła ograniczona przez
bryła ograniczona przez
powierzchnię poziomu.
powierzchnię poziomu.
Nierównomierne rozmieszczenie mas w
Nierównomierne rozmieszczenie mas w
skorupie ziemskiej powoduje, że piony
skorupie ziemskiej powoduje, że piony
skorupie ziemskiej powoduje, że piony
skorupie ziemskiej powoduje, że piony
ulegają odchyleniu, a prostopadła do nich
ulegają odchyleniu, a prostopadła do nich
powierzchnia geoidy nie tworzy jednolitej
powierzchnia geoidy nie tworzy jednolitej
powierzchni.
powierzchni. Geoida
Geoida jest odchylona od
jest odchylona od
elipsoidy
elipsoidy o 50 do 100 m.
o 50 do 100 m.
Zasada pomiaru wysoko
ś
ci
Zasada pomiaru wysoko
ś
ci
topograficznej i elipsoidalnej
topograficznej i elipsoidalnej
ZALE
ś
NO
ŚĆ
POMI
Ę
DZY
ZALE
ś
NO
ŚĆ
POMI
Ę
DZY
POWIERZCHNIAMI ODNIESIENIA
POWIERZCHNIAMI ODNIESIENIA
Różnice wysokości
Różnice wysokości
między
między
przedstawionymi
przedstawionymi
na rysunku
na rysunku
powierzchniami są
powierzchniami są
h
h
84
84
–
– wysokość
wysokość
elipsoidalna
elipsoidalna
H
H
84
84
–
– odstęp geoidy od
odstęp geoidy od
elipsoidy odniesienia
elipsoidy odniesienia
N
N
84
84
-- wysokość
wysokość
niwelacyjna
niwelacyjna
powierzchniami są
powierzchniami są
wyznaczane ze
wyznaczane ze
wzoru:
wzoru:
h
h
84
84
= H
= H
84
84
+
+ N
N
84
84
GPS
GPS –
–
DOKŁADNO
ŚĆ
POMIARÓW
DOKŁADNO
ŚĆ
POMIARÓW
Dokładność gwarantowana przez
Dokładność gwarantowana przez
system GPS jest lepsza niż 22 m
system GPS jest lepsza niż 22 m
(2D
(2D –
– w poziomie) dla odbiorników
w poziomie) dla odbiorników
cywilnych i 16 m (3D) dla
cywilnych i 16 m (3D) dla
wojskowych.
wojskowych.
wojskowych.
wojskowych.
W praktyce przy dobrych warunkach
W praktyce przy dobrych warunkach
pomiaru jest ona dużo lepsza ale
pomiaru jest ona dużo lepsza ale
może tez być dużo gorsza, co zależy
może tez być dużo gorsza, co zależy
głównie od:
głównie od: »
» »
»
GPS
GPS –
–
DOKŁADNO
ŚĆ
POMIARÓW
DOKŁADNO
ŚĆ
POMIARÓW
typu odbiornika
typu odbiornika -- odbiorniki
odbiorniki
geodezyjne (fazowe) pozwalają na
geodezyjne (fazowe) pozwalają na
pomiar z dokładnością rzędu
pomiar z dokładnością rzędu
milimetrów. Lepsze odbiorniki
milimetrów. Lepsze odbiorniki
milimetrów. Lepsze odbiorniki
milimetrów. Lepsze odbiorniki
kartograficzne (kodowo
kartograficzne (kodowo--fazowe) mają
fazowe) mają
dokładność 20
dokładność 20--40 cm, tańsze kodowe
40 cm, tańsze kodowe
ok. 1 m. Odbiorniki nawigacyjne
ok. 1 m. Odbiorniki nawigacyjne
(turystyczne) około 15 m
(turystyczne) około 15 m
GPS
GPS –
–
DOKŁADNO
ŚĆ
POMIARÓW
DOKŁADNO
ŚĆ
POMIARÓW
ilości i rozmieszczenia satelitów
ilości i rozmieszczenia satelitów
na niebie
na niebie –
– średnio na nieboskłonie
średnio na nieboskłonie
„
„widać” 6
widać” 6--8 satelitów, czasem nawet
8 satelitów, czasem nawet
11 ale zdarza się, że na krótko są
11 ale zdarza się, że na krótko są
11 ale zdarza się, że na krótko są
11 ale zdarza się, że na krótko są
3
3--4. Jeśli jakaś górka lub budynek
4. Jeśli jakaś górka lub budynek
zasłoni kawałek nieba pomiar może
zasłoni kawałek nieba pomiar może
być niemożliwy (15
być niemożliwy (15--20 minut 1 do 2
20 minut 1 do 2
razy na dobę)
razy na dobę)
GPS
GPS –
–
DOKŁADNO
ŚĆ
POMIARÓW
DOKŁADNO
ŚĆ
POMIARÓW
stopnia zasłonięcia nieboskłonu
stopnia zasłonięcia nieboskłonu
przez las, domy, skały, zbocza dolin
przez las, domy, skały, zbocza dolin
czy wąwozów. Praca w cieniu tych
czy wąwozów. Praca w cieniu tych
obiektów jest nie możliwa (wąwóz,
obiektów jest nie możliwa (wąwóz,
obiektów jest nie możliwa (wąwóz,
obiektów jest nie możliwa (wąwóz,
budynek) lub mocno utrudniona
budynek) lub mocno utrudniona
(co oznacza bardzo duży spadek
(co oznacza bardzo duży spadek
dokładności np. las, ulice z wysoką
dokładności np. las, ulice z wysoką
zabudową)
zabudową)
GPS
GPS –
–
DOKŁADNO
ŚĆ
POMIARÓW
DOKŁADNO
ŚĆ
POMIARÓW
stanu jonosfery
stanu jonosfery –
– ewentualne
ewentualne
burze magnetyczne w jonosferze
burze magnetyczne w jonosferze
najsilniej zniekształcają sygnał
najsilniej zniekształcają sygnał
w drodze na ziemię. Tylko część tego
w drodze na ziemię. Tylko część tego
w drodze na ziemię. Tylko część tego
w drodze na ziemię. Tylko część tego
błędu jest zniesiona przez poprawkę
błędu jest zniesiona przez poprawkę
emitowaną razem z sygnałem
emitowaną razem z sygnałem
GPS
GPS –
–
DOKŁADNO
ŚĆ
POMIARÓW
DOKŁADNO
ŚĆ
POMIARÓW
Część błędu można usunąć przez korekcję
Część błędu można usunąć przez korekcję
czyli DGPS (
czyli DGPS (Differential
Differential GPS):
GPS):
po powrocie z terenu (w komputerze,
po powrocie z terenu (w komputerze,
postprocessing
postprocessing))
Od razu w terenie (RT DGPS, Real Time
Od razu w terenie (RT DGPS, Real Time
Od razu w terenie (RT DGPS, Real Time
Od razu w terenie (RT DGPS, Real Time
DGPS)
DGPS)
Dotyczy to jednak tylko błędów spowodowanych
Dotyczy to jednak tylko błędów spowodowanych
przez jonosferę, niedokładności zegarów lub
przez jonosferę, niedokładności zegarów lub
efemeryd. Błąd spowodowany złą konstelacją
efemeryd. Błąd spowodowany złą konstelacją
satelitów na niebie (także tą wymuszoną przez
satelitów na niebie (także tą wymuszoną przez
zasłonę np. budynków) jest jednak nieusuwalny
zasłonę np. budynków) jest jednak nieusuwalny
Dokładno
ś
ci pomiaru metod
ą
DGPS
Dokładno
ś
ci pomiaru metod
ą
DGPS
i wymagane odbiorniki
i wymagane odbiorniki
Obszar stosowania
Obszar stosowania
Dokładność
Dokładność
pomiaru
pomiaru
Rodzaj odbiornika
Rodzaj odbiornika
Zakładanie sieci
Zakładanie sieci
geodezyjnych
geodezyjnych
1
1--5 cm
5 cm
Fazowy L1/L2
Fazowy L1/L2
15 000 USD
15 000 USD
Statyczne pomiary
Statyczne pomiary
geodezyjne
geodezyjne
2
2--10 cm
10 cm
Fazowy L1
Fazowy L1
geodezyjne
geodezyjne
5000 USD
5000 USD
Prace kartograficzne (mapy
Prace kartograficzne (mapy
topograficzne i GIS), prace
topograficzne i GIS), prace
inwentaryzacyjne
inwentaryzacyjne
10 cm
10 cm--2 m
2 m
Kodowy (z pomiarem
Kodowy (z pomiarem
fazy) L1
fazy) L1
8000 USD
8000 USD
Pomiary GIS, lokalizacja,
Pomiary GIS, lokalizacja,
nawigacja precyzyjna
nawigacja precyzyjna
2
2--5 m
5 m
Kodowy L1 (3500 USD)
Kodowy L1 (3500 USD)
Nawigacyjny (700
Nawigacyjny (700
USD)
USD)
Badania biologiczne,
Badania biologiczne,
turystyka, śledzenie
turystyka, śledzenie
pojazdów
pojazdów
> 10 m
> 10 m
Nawigacyjny
Nawigacyjny
200
200--400 USD
400 USD
GPS
GPS –
–
UKŁADY ODNIESIENIA
UKŁADY ODNIESIENIA
I ODWZOROWANIA
I ODWZOROWANIA
W pełni kompatybilny z GPS jest przyjęty
W pełni kompatybilny z GPS jest przyjęty
obecnie dla Polski Państwowy Układ
obecnie dla Polski Państwowy Układ
Współrzędnych Geodezyjnych 1992,
Współrzędnych Geodezyjnych 1992,
bazujący na elipsoidzie GRS 80 i
bazujący na elipsoidzie GRS 80 i
odwzorowaniu Gausa
odwzorowaniu Gausa--Kr
Krü
ügera. Aby
gera. Aby
odwzorowaniu Gausa
odwzorowaniu Gausa--Kr
Krü
ügera. Aby
gera. Aby
skorzystać z jego siatki kilometrowej (co
skorzystać z jego siatki kilometrowej (co
jest wygodniejsze) trzeba wpisać w
jest wygodniejsze) trzeba wpisać w
odbiorniku jedynie odpowiednie przeliczniki
odbiorniku jedynie odpowiednie przeliczniki
do Units
do Units –
– Position Format
Position Format –
– User Grig
User Grig
(siatki użytkownika). Oblicza się je od
(siatki użytkownika). Oblicza się je od
parametrów podstawowych układu 1992 i
parametrów podstawowych układu 1992 i
wynoszą one:
wynoszą one: »
» »
»
GPS
GPS –
–
UKŁADY ODNIESIENIA
UKŁADY ODNIESIENIA
I ODWZOROWANIA
I ODWZOROWANIA
Południk główny E 19
Południk główny E 19
o
o
(dla UTM
(dla UTM
21
21
o
o
w tym sektorze)
w tym sektorze)
Skala
Skala 0,9993 (dla UTM 0,9996
0,9993 (dla UTM 0,9996 –
–
Skala
Skala 0,9993 (dla UTM 0,9996
0,9993 (dla UTM 0,9996 –
–
współczynnik pomniejszenia
współczynnik pomniejszenia
południka głównego wskutek
południka głównego wskutek
poprowadzenia walca odwzorowania
poprowadzenia walca odwzorowania
siecznie a nie stycznie)
siecznie a nie stycznie)
GPS
GPS –
–
UKŁADY ODNIESIENIA
UKŁADY ODNIESIENIA
I ODWZOROWANIA
I ODWZOROWANIA
False Easting
False Easting +500 000 metrów
+500 000 metrów
(liczba metrów na południku
(liczba metrów na południku
głównym, taka sama jak w UTM).
głównym, taka sama jak w UTM).
False Northing
False Northing (minus!)
(minus!) --5 300 000
5 300 000
False Northing
False Northing (minus!)
(minus!) --5 300 000
5 300 000
metrów (UTM liczy Northing od
metrów (UTM liczy Northing od
równika jako 0 m dla północnej
równika jako 0 m dla północnej
półkuli).
półkuli).
W
W map datum
map datum
trzeba ustawić
trzeba ustawić
oczywiście WGS 84.
oczywiście WGS 84.
UKŁAD „1992”
UKŁAD „1992” –
– jednostrefowe odwzorowanie
jednostrefowe odwzorowanie
GAUSSA
GAUSSA--KR
KRÜ
ÜGERA dla obszaru Polski
GERA dla obszaru Polski
GPS
GPS –
–
ZASTOSOWANIE
ZASTOSOWANIE
System GPS służy do:
System GPS służy do:
określania współrzędnych
określania współrzędnych
punktu
punktu, na którym się
, na którym się
znajdujemy
znajdujemy
znajdujemy
znajdujemy
(np. długość i szerokość
(np. długość i szerokość
geograficzna). Współrzędne
geograficzna). Współrzędne
nanosimy od razu, w terenie
nanosimy od razu, w terenie
na mapę lub wprowadzamy do
na mapę lub wprowadzamy do
pomięci odbiornika celem
pomięci odbiornika celem
dalszej obróbki komputerowej
dalszej obróbki komputerowej
GPS
GPS –
–
ZASTOSOWANIE
ZASTOSOWANIE
nawigacji
nawigacji czyli dotarcia
czyli dotarcia
do celu o znanych
do celu o znanych
współrzędnych pieszo,
współrzędnych pieszo,
samochodem, statkiem
samochodem, statkiem
i okrętem.
i okrętem.
i okrętem.
i okrętem.
W tym celu oprócz
W tym celu oprócz
współrzędnych odbiornik
współrzędnych odbiornik
podaje chwilowy kurs
podaje chwilowy kurs
i prędkość, obliczane ze
i prędkość, obliczane ze
zmiany pozycji w czasie
zmiany pozycji w czasie
GPS
GPS –
–
ZASTOSOWANIE
ZASTOSOWANIE
dystrybucji wzorców czasu
dystrybucji wzorców czasu
i częstotliwości
i częstotliwości dla celów
dla celów
użytkowych
użytkowych -- czas UTC
czas UTC
((Universal Time Coordinated
Universal Time Coordinated).
).
Od Międzynarodowego Czasu
Od Międzynarodowego Czasu
Od Międzynarodowego Czasu
Od Międzynarodowego Czasu
Atomowego (TAI) różni się
Atomowego (TAI) różni się
w skali roku o pojedyncze
w skali roku o pojedyncze
sekundy przestępne
sekundy przestępne
dodawane dla wyrównania
dodawane dla wyrównania
z czasem słonecznym
z czasem słonecznym