1. Szerokość pasa stadiometrycznego i hiperbolicznego systemu naziemnego.

ds = λ = const. λ=^c/_f

ds = szerokość pasa stadiometrycznego

Pas stadiometryczny - odległość między liniami pozycyjnymi na płaszczyźnie między, którymi nastąpiła zmiana fazy o 360^o

Hiperboliczny:

Dh = ^λh/₂ = dh min. = const.

λh = ^c/_fh

2. Czynniki wyznaczające błąd pozycji systemu naziemnego.

• z ilu i których linii używa się do określania pozycji

• jeśli jest błąd linii pozycyjnych, z których korzystamy

• λ i ϕ stacji nadawczych

• błąd instrumentalny zależny od jakości odbiornika

• błąd zmiany linii pozycyjnych na λ i ϕ pozycji na mapie

• warunki propagacyjne nadawca - odbiornik

• poprawna identyfikacja 3 cyklu

• geometria systemu

• rodzaj fali docierającej ze stacji (ground wave czy sky wave)

• droga fali docierającej ze stacji (najlepiej gdy fala idzie nad wodą)
  

3. Gdzie występuje maksymalna i minimalna różnica czasu pomiędzy stacją master a secondary.

Minimalna różnica czasu występuje na środku linii bazy.

4. Jaka jest minimalna liczba stacji dla jednoznacznej pozycji w hiperbolicznym i stadiometrycznym systemie naziemnym.
   W stadiometrycznym 2, w hiperbolicznym 3.
   

5. Częstotliwości i sygnały dla wyznaczenia minimalnego błędu w SBAS.

Parametr	System
		WAAS	EGNOS	MSAS	QZSS
Kraj lub rejon	USA	Europa	Japonia	Japonia
Dokładność pozycji horyzontalnej 95%, m	Ok. 3	Ok. 3	Ok. 3	<1
Pasmo częstotliwości stacja/satelita	C	C	Ka, Ku	Brak danych
Pasmo częstotliwości satelita/użytkownik	L1	L1	L1	L1, L2,L5

6. Parametry stacji DGPS.
   
   Zawarte w typie 7 wiadomości formatu RTCM SC-104:
   - współrzędne geograficzne
   - szybkość transmisji danych
   - częstotliwość nośna
   
   Na tej podstawie zaprogramowany odbiornik może dokonać optymalnego dla danego położenia użytkownika doboru stacji.
   
   Zawarte w typie 3 wiadomości formatu RTCM SC-104:
   - współrzędne stacji w prostokątnym układzie odniesienia
   - opóźnienie troposferyczne estymowane dla sygnału docierającego z satelity z kierunku zenitu
   - estymowane wartości błędów zegara stacji i przesunięcia wzorca częstotliwości
   - współrzędne geograficzne stacji na elipsoidzie
   

7. Serwisy Galileo.
   
   OS, Open Service - otwarty, dostępny bez opłat dla wszystkich użytkowników. Zwany też OAS, Open Acces Service, określanie pozycji i prędkości, informacja o czasie. Główne aplikacje związane będą z indywidualną nawigacją drogową, przesyłaniem danych, systemami informacji komunikacyjnych, systemami zapewniającymi informacje o zagęszczeniu ruchu, mobilną telefonią itd.
   
   CS, Commercial Service - komercyjny, dostępny odpłatnie dla wybranych użytkowników. Przeznaczony do grupy użytkowników zawodowych, zainteresowanych dużą dokładnością i niezawodnością systemu, takich jak: obsługa ruchu lotniczego i portowego, służby geodezyjne, służby graniczne i celne, synchronizacja sieci, zarządzanie transportem samochodowym, opłaty drogowe itd.
   
   SOL, Safety of Life - bezpieczeństwo życia, dostępny bez opłat dla wszystkich użytkowników. Globalny serwis dużej dokładności mający na celu podniesienie poziomu bezpieczeństwa, szczególnie w obszarach nieobjętych tak dokładnym serwisem przez inne systemy. Podobnie jak komercyjny, będzie miał gwarancję. Określany niekiedy jako Open Service + Integrity Data, dostarczać będzie ostrzeżeń o utracie integralności systemu czasie określonej granicy alarmu czasowego.
   
   PRS, Public Regulated Service - kontrolowany publicznie, znany też pod nazwą regulowany publicznie, dostępny bez opłat dla wybranych użytkowników. Dla wymagających bardzo dużej dokładności, wysokiej jakości sygnału i niezawodności transmisji. Ma być odporny na zagłuszanie i przypadkowe zagłuszenia. Wiadomości związane z bezpieczeństwem narodowym, transportem, telekomunikacją i energetyką, ekonomiczną i przemysłową działalnością w Europie i na świecie. Dla np. Europolu, Maritime Safety Agency, European Anti-Fraud Office itd.
   
   SAR, Search and Rescue - poszukiwania i ratownictwa, dostępny dla wszystkich zainteresowanych. Obejmie globalną transmisję sygnałów SAR wysyłanych dotychczas m.in. przez radiopławy awaryjne EPIRB. Skoordynowany z już funkcjonującym COSPAS-SARSAT, zmniejszając czas detekcji sygnału wzywania pomocy i zwiększając dokładność sygnalizowanej przez EPIRB pozycji.
   

8. Segment naziemny GPS a GLONASS.

Rodzaj stacji	System
		GPS	GLONASS	Galileo	Compas
Główna	½	1/1	0/2	1
Śledząca (w tym śledząco kontrolująca)	17/18	12/12	0/20 (25)	17
Śledząco-sterująca	-	-	0/5	Brak danych
Korygująca	4/4	3/3	0/10	Brak danych

9. Informacje statyczne i dynamiczne w AIS.
   
   Dane statyczne, czyli wprowadzane do pamięci podczas instalacji urządzenia i uaktualniane tylko w momencie zmian głównych parametrów statku przez osoby autoryzowane, tj. producenta. Zaliczamy do nich:
   
   - numer MMSI,
   - nazwę i sygnał wywoławczy statku,
   - numer IMO,
   - długość i szerokość statku,
   - typ statku,
   - umieszczenie anteny statkowego systemu określania pozycji (np. GPS), podłączonego do AIS, w stosunku do kadłuba (w przypadku promów pływających wahadłowo, antena musi być umieszczona w geometrycznym środku statku),
   - wysokość statku (licząc od stępki).
   
   Dane dynamiczne są informacjami pochodzącymi z zewnętrznych urządzeń statkowych połączonych z AIS. Należą do nich:
   
   - pozycja jednostki wraz z informacją o jej dokładności ze statkowego systemu określania pozycji,
   - czas określenia pozycji z tego samego odbiornika (UTC - czas uniwersalny skoordynowany),
   - KDd (kurs nad dnem) i Vd (prędkość nad dnem) liczone przez odbiornik GNSS,
   - kurs statku - ze statkowego kompasu (np. żyrokompasu lub kompasu magnetycznego),
   - status nawigacyjny - wprowadzany ręcznie przez oficera wachtowego; mogą się tu znaleźć m.in.: statek w drodze, statek nieodpowiadający za swoje ruchy, statek o ograniczonych zdolnościach manewrowych, statek na kotwicy i inne, zgodne z postanowieniami międzynarodowych przepisów o zapobieganiu zderzeniom na morzu,
   - prędkość kątowa statku podczas zwrotu.
   

10. Dane podróży w AIS.
    
    Dane o podróży są wprowadzane ręcznie i uaktualniane podczas podróży morskiej. Są to:
    
    - zanurzenie - wpisywane na początku podróży (maksymalne zanurzenie),
    - rodzaj niebezpiecznego ładunku na statku - informacja ma potwierdzać, czy statek przewozi niebezpieczne ładunki,
    - port docelowy lub pozycja docelowa - uaktualniane podczas podróży (udostępniane zgodnie z wolą kapitana lub na żądanie odpowiednich władz),
    - plan podróży - udostępniany tylko zgodnie z wolą kapitana lub na żądanie odpowiednich władz (jeżeli plan podróży znajduje się w pamięci odbiornika GNSS, to niektóre urządzenia AIS mogą wysłać go automatycznie),
    

11. Długości fali wykorzystywane w echosondzie.
    
    Wykorzystuje się fale akustyczne z zakresu 20kHz - 200kHz, czyli np. przy prędkości fali w wodzie 1500 m/s długość fali będzie 0,75 - 7,5cm.
    

12. Stabilność wzorców czasu.
    
    Stabilność wzorca czasu o częstotliwości f - iloraz maksymalnej odchyłki częstotliwości Δf i f jako funkcji okresu eksploatacji tego wzorca. Stąd pojęcie stabilności krótkoterminowej, gdy czas eksploatacji jest rzędu sekundy, bądź długoterminowej, gdy czas ten jest rzędu miesiąca lub roku.
    Stabilność wzorca jest wielkością bezwymiarową, podawaną zazwyczaj w postaci 10^-n, gdzie n jest liczbą naturalną, wraz z okresem eksploatacji np. 10^-10 na dobę, 10^-13 na rok.
    Stabilność niektórych wzorców:
    masery - 10^-14 w skali roku,
    cezowe - 10^-12 w skali roku,
    rubidowe - 10^-11, 10^-10 w skali roku.
    

13. Czym różnią się dwa układy globalne i dwa lokalne.
    
    Globalny układ odniesienia - powierzchnia elipsoidy na całej powierzchni Ziemi jest jak najbardziej zbliżona do powierzchni geoidy. To układy geocentryczne, których początek znajduje się w środku masy Ziemi.
    
    Lokalny układ odniesienia - powierzchnia elipsoidy odniesienia na objętym danym układem fragmencie powierzchni Ziemi jest jak najbardziej zbliżona do powierzchni geoidy. To układy quasi geocentryczne, których początek znajduje się w środku przyjętej elipsoidy odniesienia.

14. Emisja sygnałów w GLONASS.
    
    Każdy satelita systemu GLONASS emituje sygnały na dwóch niepowtarzalnych, charakterystycznych dla niego częstotliwościach L2. Na obydwu częstotliwościach emitowane są takie same dla wszystkich satelitów dwa kody - precyzyjny P i wolnego dostępu C/A. Taka metoda nosi nazwę FDMA, Frequency Division Multiple Access, w odróżnieniu od CDMA stosowanego w GPS.

Sygnał		Rodzaj modulacji	Szybkość transmisji danych, symbol/s	Minimalna moc odbieranego symbolu, dBW	Blok satelitów
Symbol	Częstotliwość
C/A	L1	BPSK	50	-161	Wszystkie
P	L1	BPSK	50	-161	Wszystkie
C/A	L2	BPSK	50	-161	Od GLONASS M
P	L2	BPSK	50	-161	Wszystkie
Nieznany	L3	BPSK	Nieznana	Nieznana	Od GLONASS K
nieznany	L3	BPSK	-	Nieznana	Od GLONASS K

15. Liczba bitów, słów ramek, podramek w almanachach GPS.
    
    1 almanach - 12,5 min - 25 stron
    1 strona almanachu, czyli przybliżone efemerydy i przybliżona wartość odchyłki wzorca czasu jednego satelity, w piątej, czyli ostatniej, podramce.
    Cała wiadomość nawigacyjna - 25 ramek - 12,5 min.
    1 ramka - 30s - 1500bit - 5 podramek po 6s - 5 podramek po 10 słów.
    1 słowo - 0,6s.
    1bit - 0,02s.
    Prędkość transmisji - 50bit/s.
    

16. Kąt inklinacji, długości węzła wstępującego.


Kąt inklinacji - kąt nachylenia płaszczyzny danej orbity względem płaszczyzny równika. Ze względu na kąt inklinacji orbity można podzielić np. na równikowe (i=0) czy biegunowe (i=90).

Długość węzła wstępującego - długość geograficzna punktu, w którym rzut orbity na sferę niebieską przecina się z równikiem niebieskim; w punkcie tym satelita przechodzi z półkuli południowej na północną.

Parametr	System
		GPS	GLONASS	Galileo	Compass
Kąt inklinacji satelity MEO	55°	64,8°	56°	55°
Odległość kątowa węzłów wstępujących orbit MEO	60°	120°	120°	120°

17. Jonosfera w dzień i w nocy.
    
    
    Liczba zjonizowanych cząsteczek nie jest stałą i zależy od pory dnia czy pory roku. W dzień energia słoneczna powoduje tworzenie się jonów w wyniku, czego zwiększa się liczba cząstek naładowanych elektrycznie. W nocy natomiast występuje zjawisko rekombinacji i liczba cząsteczek naładowanych elektrycznie spada. Wpływ na jonosferę ma także aktywność Słońca. Nieregularne i przypadkowe wybuchy plazmy na powierzchni Słońca powodują zwiększenie jonizacji na nasłonecznionej stronie Ziemi powodując zaburzenia jonosfery, jak i pola magnetycznego.
    

18. Różnica pomiędzy wyznaczaniem pozycji 2d/3d.
    Wyznaczenie pozycji trójwymiarowej wymaga obliczenia pozycji 4 satelitów. Trzy ustalają pozycję, a czwarty określa dokładny czas. W pozycji dwuwymiarowej wystarcza obliczenie pozycji 3 satelitów; dwa określają pozycję a trzeci czas. Przy pozycji dwuwymiarowej wysokość można wprowadzić ręcznie do odbiornika.

W trybie 3D określane są trzy parametry przestrzenne : współrzędne użytkownika, odchyłka Δtu i wysokość anteny h nad geoidą (czyli lustrem wody). A więc liczba satelitów spełniających te kryteria to co najmniej 4.
Natomiast w trybie 2D mamy współrzędne, odchyłkę, a h wprowadzana jest ręcznie przez użytkownika (znamy wysokość anteny nad stępką - podana jest zazwyczaj przy odbiorniku, odejmujemy tylko zanurzenie statku). W tym wypadku minimalna liczba satelitów to 3.

19. Zakres fal średnich i krótkich według podziału częstotliwości.

Fale średnie 0,2-1 km

Fale krótkie 10-75m.

20. Różnice między GLONASS i GPS.

GPS: system amerykański wprowadzony w 1990r FOC - full operational capability .

jest to system stadiometryczny - pozycja określana jest na podstawie pseudo odległości. Efemerydy i obliczenia oparte na prawach Kepplera. CDMA- identyfikacja satelit po kodzie od 1-32. Almanach trwa 12,5 min. Elipsojda odniesienia WGS-84,posiadał SA- Selectiv Aviabilti zakłócwnia ograniczające dostęp przez dla odbiorców cywilnych oraz z innych państw, dokładność spadła do 100m, po wyłaczeniu( 1 maja 2000 r.)dokładność wyniosi 22,5m.

Maksymalna liczba satelitów z czasem rośnie: 32( 24 + 8 zapasowych) . Korzysta z czasu UTC.

GLONASS: system rosyjski FOC(pełna zdolność operacyjna) 1996r . Efemerydy i obliczenia oparte na 9 współrzędnych. FDMA-identyfikacja satelitów na podstawie częstotliwości. Elipsojda odniesienia PZ 90.02. Czas UTC wersja moskiewska. Almanach trwa 2,5 min. Nie ma Selectiv Aviability- dokładność pozycji 30-40m. Liczba satelitów z czasem malała z 24 do 15 i zanikł, teraz znowu ma 30(24 operacyjne).

21. Kiedy przy nanoszeniu pozycji należy uwzględniać Satellite Period Pass.

Satellite Period Pass uwzględniamy w przypadku zagrożenia zniknięcia pod horyzont ostatniego satelity, który umożliwiał nam będzie określenie pozycji. Satellite Period Pass uwzględnia prędkość zejścia satelity z kąta elewacji przy obliczaniu pozycji przy minimalnej liczbie satelitów.

22. Co to jest sekunda przestępna?

Jest to sekunda odejmowana lub odejmowana(raz lub 2 razy w roku 31 grudnia lub 30 czerwca o północy) od skali UTC za względu na wahania ruchu obrotowego ziemi oraz fakt, że TAI wyprzedza rocznie UT1 o ok. 0,82 sek.

23. Jakie dane podróży transmituje AIS klasy A i jak często?

Aktualne zanurzenie maxymalne, informacje o przewożonych ładunkach niebezpiecznych szkodliwych lub zanieczyszczających środowisko, port przeznaczenia i przewidywany czas przybycia ETA, planowana trasa przepływu, ilość osób na statku wraz z załogą.

Jak często??

Informacje o podróży i informacje statyczne - co 6 minut oraz na żądanie.
Wiadomości dotyczące bezpieczeństwa - w razie potrzeby.
Informacje dynamiczne zależnie od prędkości i zmiany kursu (od 3 min do 2 s).

24. Od czego zależy częstość transmisji danych dynamicznych w AIS.

Od prędkości, statusu nawigacyjnego i zmiany kursu:



25. Parametry segmentu kosmicznego GLONASS.

kąt inklinacji i=64,8°, horb.=19100km, 3 orbity co 120° na każdej 8 satelitów rozmieszczonych równomiernie co 45°. Obecnie jest 30 satelitów z czego 23 są operacyjne.

Parametr	System
		GPS	GLONASS	Galileo	Compass
Liczba orbit MEO	6	3	3	3
Liczba satelitów na jednej orbicie MEO	4-6	8	9+1	10
Łączna liczba satelitów	30/32 (MEO)	22/24 (MEO)	0/27 + 3 (MEO)	0/30 (MEO) 3/5 (GEO)
Liczba satelitów wprowadzanych jednorazowo na orbitę MEO	1/2	2/6	0/8	Brak danych
Wysokość obity MEO, km	20 183	19 100	23 616	21 500
Kąt inklinacji satelity MEO	55°	64,8°	56°	55°
Okres obiegu Ziemi przez satelitę MEO	11 h 57 min 58,3 s	11 h 15 min 44 s	14 h 21 min 16 s	12 h 53 min 16 s
Odległość kątowa węzłów wstępujących orbit MEO	60°	120°	120°	120°
Długość jednego obiegu Ziemi satelity MEO, km	166 837	160 033	188 408	177 724
Rozmieszczenie satelitów na orbicie	nierównomierne	równomierne	równomierne	równomierne

26. Jakie sygnały wysyła satelita II F w stosunku do II R.

Od momentu wprowadzenia bloku IIR-M wszystkie nowo wprowadzane bloki (w tym IIF) zostały wzbogacone o depesze nawigacyjne NAV, dzielące się na CNAV i MNAV.

Blok II R nie posiada depeszy nawigacyjnej.

IIF = L1(M), L2(M), L2C, L5C

II R = L1 C/A, L1(P), L2 (P), Data

C/A - cywilny starszego typu nie jest to to samo co samo cywilne

Data - zawiera efemerydy, depesze nawigacyjne

Blok IIF ma już wprowadzone CNAV (L2C) i MNAV(L1M, L2M)

Sygnał	Blok
		IIR	IIR-M	IIF
L1 C/A	+	+	+
L1 P/Y	+	+	+
L1 M		+	+
L2 C		+	+
L2 P/Y	+	+	+
L2 M		+	+
L5			+

27. Kąt inklinacji węzła wstępującego.

Zawarty w Almanachu, jeden parametrów opisujących konfiguracje satelitów

kąt nachylenia płaszczyzny orbity do płaszczyzny równika, w którym obiekt przechodzi z mniejszych do większych szerokości ekliptycznych, czyli z południa na północ.

28. Wysokość troposfery i jonosfery.

Troposfera:
- równik 15-18km
- szerokości umiarkowane 10(zima)-13(lato)km
-bieguny 7(zima)-9(lato)km
Troposfera kończy się tam, gdzie kończy się spadek temperatury i ciśnienia wraz ze wzrostem wysokości.
Jonosfera:
od 60-70 km w dzień / 80km. w nocy do (nie jest ustalona dokładna górna granica przyjmuje się 400,800,1000km.)

29. Zakres fal średnich.

Fale średnie 0,2-1 km

Nazwa	Zakres	Zastosowanie
B. długie	λ>10 km	Omega (λ≈30km f=10kHz)
Długie	1-10km	Loran-C (Decca Navigator, radionamierzanie)
Średnie	0,2-1km	Radionamierzanie
Pośrednie	75-200m	Loran-A
Krótkie	10-75m	Naziemne systemy radionawigacyjne
UKF	0,3-10m	NSRN, nawigacyjne systemy satelitarne (pierwsze)
Mikrofale	Λ<30cm	NSS, radar

30. Definicje czasu w UT i UT1.

UT: Czas uniwersalny (ang. universal time (UT), Greenwich Mean Time (GMT)) - astronomiczny czas słoneczny średni na południku zerowym za który przyjęto południk przechodzący przez obserwatorium astronomiczne w miejscowości Greenwich, (obecnie jest to dzielnica Londynu w Wielkiej Brytanii). Jest czasem strefowym pierwszej strefy czasowej, od którego liczy się czas pozostałych stref.

UT1: Od 2003 roku średni czas uniwersalny UT1 jest odniesiony do osi obrotu Ziemi określonej przez Pośredni Biegun Niebieski CIP. Czas UT1 można więc uważać za kątową miarę rzeczywistego obrotu Ziemi wokół osi CIP. UT1 jest liniową funkcją Kąta Obrotu Ziemi (ERA, oznaczanego także grecką literą θ), który jest kątem w płaszczyźnie równika CIP, pomiędzy wektorami jednostkowymi skierowanymi od osi CIP do Niebieskiego Pośredniego Punktu Początkowego (CIO) i Ziemskiego Pośredniego Punktu Początkowego (TIO)

θ(Tu) = 2π · (0.779 057 273 264 0 + 1.002 737 811 911 354 48 Tu)

gdzie Tu = JD(UT1) - 2451545.0

W praktyce UT1 wyznacza się z zależności:

UT1 = UTC + [UT1 - UTC]_IERS

UT - Universal Time, czas uniwersalny, oparty na uśrednionym w zakresie roku ruchu obrotowym Ziemi. Punktem początku doby jest dolna kulminacja Słońca na południku Greenwich. W czasie uniwersalnym wyróżniamy:

UT0 - średni czas słoneczny południka zerowego, uzyskany bezpośrednio z obserwacji astronomicznej

UT1 - UT0 skorygowany z powodu efektów niewielkich ruchów Ziemi względem swojej osi obrotu. Od 2003 r. definicja - czas jest funkcją liniową kąta obrotu Ziemi Earth Rotation Angle. Miara rzeczywistego ruchu obrotowego Ziemi wokół pośredniego bieguna niebieskiego Celestial Intermediate Pole względem średniego Słońca.

UT2 - UT1 skorygowany ze względu na niewielkie fluktuacje sezonowe prędkości obrotowej Ziemi.

TAI - Time Atomic International, czas atomowy - oparty na wzorcach atomowych, którego jednostką jest sekunda atomowa. Jego początek ustalono na 1 stycznia 1958 r. 00h 00min 00s UT2. Odtąd istniały dwie skale czasu, jedna oparta na ruchu obrotowym Ziemi, a druga na wzorcach atomowych.

31. Jakie techniki transmisji używa AIS.

Tryb pracy:

-autonomiczny

-dedykowany

-odezwowy


SOTDMA - Self-organized Time Division Multiple Access, wielodostęp z podziałem czasowym. Każdy ze slotów ramki czasu może występować w 4 stanach - wolny, zajęty przez własną stację (może być użyty do transmisji), zajęty przez obcą stację (nie może być użyty do transmisji), dostępny (jest używany przez stację odległą, ale po jej dyskryminacji może zostać użyty).

ITDMA, Incremental Time Division Multiple Access - rozszerzony TDMA, ogłoszenie przyszłego przydziału. Przy wiadomości dot. bezpieczeństwa oraz gdy włączamy odbiornik do sieci i gdy występuje konieczność zwiększenia częstotliwości transmisji jakiejś wiadomości.

RATDMA, Random Access Time Division Multiple Access - do losowego przydziału jednej ramki czasowej, dla jednej transmisji, jak i do częściej odświeżanych danych, np. zmiany kursu.

FATDMA Fixed Access Time Division Multiple Access - dostęp wielokrotny zarezerwowany przez stacje brzegowe wykorzystujące AIS.

32. Zdefiniuj zasięg optyczny i radiowy.

Zasięg optyczny: odległość umożliwiająca zobaczenie (w nawigacji: zaoczenie)np.: światła.

Zasięg zależy od: natężenia światła (światłości) i aktualnej przejrzystości powietrza

Zasięg radiowy: zasięg fal elektromagnetycznych, za pomocą

których „przesyłane” są informacje, np. polecenie ruchu, z nadajnika do odbiornika.

Zasieg sygnalu radiowego zalezy wtedy w znacznym stopniu od przeszkód, przez

jakie musi przeniknąć.




33. Kto i jakie dane wysyła w AIS?

Kto? - Statek, oznakowanie nawigacyjne np. pławy, tratwy, łodzie ratunkowe (SAR, AIS), brzegowe stacje przekaźnikowe, jednostki lotnicze SAR, służby VTS,

Jakie dane? Statek - pozycja, kurs prędkość typ statku, status nawigacyjny, informacje związane z bezpieczeństwem; Pławy informacje o pływach i poziomie wody.

34. Współczynnik załamanie fal w jonosferze.

Współczynnik załamania fal w jonosferze:




Ne- gęstość elektronowa

f- częstotliwość

Jest zmienny w czasie, bo zmienia się gęstość elektronowa.

35. Parametry orbity geostacjonarnej.

h = 36 tys. km.

i =0^o

h - wysokość orbity tak dobrane by satelita była nieruchoma względem ziemi

i - kąt inklinacji, kąt nachylenia płaszczyzny orbity do równika

Szczególny przypadek orbity geosynchronicznej (prędkość kątowa satelity jest równa prędkości kątowej Ziemi), gdzie inklinacja jest równa 0. Satelita porusza się z zachodu na wschód. Orbita GEO ma taką wysokość, na której siła przyciągania ziemskiego jest równoważona przez siłę odśrodkową w układzie związanym z obracającą się Ziemią - dla promienia Ziemi 6370km ta wysokość to 35860,5km (wg PWNu 35786km). Okres jednego obiegu Ziemi jest równy okresowi obrotu Ziemi wokół własnej osi. Strefa widzialności satelity GEO jest wielkością stałą.

36. Sygnały satelity II R-M.

L1(M), L2(M), L2C

M- militarny

C- cywilny

37. Różnice segmentu satelitarnego GLONASS , a GPS.

GPS: kąt inklinacji orbity i=55°, horb.=20183km, 6 orbit co 60° na każdej od 4 do 6 satelitów nierównomiernie rozmieszczone

GLONASS: i=64,8°, horb.=19100km, 3 orbity co 120° na każdej 8 satelitów rozmieszczonych równomiernie co 45°. Obecnie jest 30 satelitów z czego 23 są operacyjne.

Pytania z echosondy by Stupak = odpowiedzi też Stupaka zmienić je w chuj na Egzamin!!!

38. Zdefiniować zakres echosondy i jak dokonywana jest jego zmiana?

Zakres pracy echosondy jest to skala prezentacji obrazu lub zakres obserwowanej wody pod statkiem, zmiana polega na zmianie prędkości zapisu sygnału lub szybkości poruszania się pisaka (?! - I love Stupi) w klasycznych urządzeniach

39. Jak zmienia się podzakres echosondy?

Podzakres pozwala obserwować część obrazu pomiędzy statkiem, a dnem. Zmienia się poprzez opóźnienie momentu rozpoczęcia zapisu w stosunku do momentu wysyłania impulsu nadajnika.

40. Jaki jest rodzaj i zakres fal wykorzystywanych w echosondach nawigacyjnych?

Są to fale akustyczne, które rozchodzą się dzięki sprężystości ośrodka. Zakres częstotliwości od 10 do 50 kHz (niekiedy do 100kHz dla badania planktonu w wodzie?!!!), zwykle od 20 do 30 kHz.

41. Jaka jest długość fal wykorzystywanych w echosondach nawigacyjnych?

W wodzie są fale o długości od 5do 15cm., ponieważ prędkość propagacji wynosi ok.. 1500m/s.

42. Jaki jest minimalny zasięg echosondy i od czego zależy?

Minimalny zasięg echosondy to najmniejsza odległość od przetwornika, w której można zarejestrować echo. Powinna być nie większa niż, 0,5m. Zależy od długości impulsu nadajnika i właściwości przetwornika. Jest większa niż ½ T, gdzie T - długość impulsu w wodzie.

43. Jaka jest szerokość charakterystyki promieniowania przetwornika echosondy i na jakie główne parametry ma wpływ?

Powinna wynosić kilkanaście stopni na poziomie połowy moc, aby echosonda pokazywała odległość od dna podczas przechyłów statku. Równocześnie powoduje ona, że echo ma większą grubość i ogranicza rozdzielczość obrazu.

44. Co to jest rewerberacja i jak można zmniejszyć jej wpływ na pracę echosondy?

Rewerberacją nazywamy rozpraszanie sygnału fali akustycznej echosondy na drobinach powietrza w wodzie. Uniemożliwia to obserwacje dna, gdy w wodzie jest dużo powietrza np. przy pracy silnika wstecz. Dla zmniejszenia jej wpływu na pracę echosondy przetwornik instaluje się nie za blisko dziobu statku.

PYTANIA Z E-MAILA - te podawane na wykładach

45. Jonosferyczna poprawka na wydłużenie drogi sygnału z satelity:




TEC - pionowa składowa gęstości elektronowej Total Electron Content [el/m²]
R_z - promień Ziemi
h_t - wysokość satelity
h_jmax - wysokość jonosfery
f - częstotliwość sygnału chyba

46. Wskaźnik refrakcji troposferycznej:




47. Co to jest faza sygnału?
    Faza drgań punktu ośrodka, w którym rozchodzi się fala. Faza określa w której części okresu fali znajduje się punkt fali.

48. Co to jest prędkość grupowa, a co to jest prędkość fazowa?
    Prędkość grupowa dla fal rozprzestrzeniających się bez zmiany kształtu impulsu falowego odpowiada prędkości rozchodzenia się impulsu i prędkości rozchodzenia się czoła fali. Prędkość fazowa fali jest to prędkość, z jaką rozchodzą się miejsca fali o tej samej fazie.

49. Źródła błędów w określaniu pozycji:

Źródło	Rząd powstałego błędu
Opóźnienie sygnału satelitarnego podczas przejścia przez jonosferę	Kilka metrów
Opóźnienie sygnału satelitarnego podczas przejścia przez troposferę	Ok. 1 metr
Wielodrogowość sygnału	Trudna do oszacowania, zależy od odbiornika
Błąd wzorca czasu satelity	Ok. 1,5 m
Błąd efemeryd	Ok. 2,5 m
Czynnik geometryczny	Tym mniejszy, im mniejszy jest współczynnik DOP
Aktywność słoneczna	?

50. Częstotliwości nośne NSS:

Częstotliwość, MHz	Symbol	System
1176,4500	E5a	Galileo
		L5	GLONASS
		L5	GPS
		L5	Compass
	1207,1400	L3	GLONASS
		B2 i B2-BOC (E5b)	Compass
		E5b	Galileo
1242,9375-1248,6250	L2	GLONASS
1268,5200	B3 (E6) i B3-BOC	Compass
1278,7500	E6	Galileo
1561,1000	E2	Compass
1575,4200	E2-L1-E1 (L1)	Galileo
		L1	GPS
		B1-BOC	Compass
1589,7400	B1-2(E1)	Compass
1598,0625-1605,3750	L1	GLONASS

L2= 10,23MHz razy 120= 1227,60 MHz

51. Parametry widzialności satelitów:

System lub satelita	Wysokość, km	Minimalna wysokość względem obserwatora	Kąt strefy widzialności	Powierzchnia zasięgu / Powierzchnia całkowita Ziemi %
Transit	1 100	0° 5° 25°	31,5° 26,8° 14,4°	7,4 5,4 1,6
GLONASS	19 100	0° 5° 25°	75,5° 70,6° 51,9°	37,5 33,4 19,1
GPS	20 183	0° 5° 25°	76,1° 71,1° 52,4°	38,0 33,9 19,5
Compass (GEO)	21 500	0° 5° 25°	76,8° 71,8° 53,0°	38,6 34,4 19,9
Galileo	23 616	0° 5° 25°	77,7° 72,8° 53,9°	39,9 35,2 20,5
Geostacjonarny	35 888	0° 5° 25°	81,3° 76,4° 57,1°	42,4 38,2 22,8

52. Kiedy wycofano SA?
    1 maja 2000 r.

53. Co to jest SBAS?
    Satellite Based Augmentation Systems, systemy wspomagania satelitarnego - regionalne systemy dystrybucji poprawek różnicowych dla funkcjonujących NSS. Poprawki określane przez sieć stacji naziemnych przekazywane są użytkownikom za pomocą satelitów geostacjonarnych. Poprawka składająca się z przestrzennego błędu efemeryd, błędu zegara satelity i parametrów opóźnienia jonosferycznego tworzy wektor poprawki korekcyjnej. Satelita geostacjonarny SBAS jest identyfikowany m.in. przez niepowtarzalny kod PRN stosowany w systemie GPS.
    

54. Jakie są zalety SBAS?
    Poprawki różnicowe zwiększają dokładność pozycji w płaszczyźnie horyzontalnej i pionowej.
    Poszerzenie obszaru, w którym możliwy jest odbiór tych poprawek systemu - zwiększenie dostępności i niezawodności.
    Nieprzerwana zdolność ostrzegania użytkownika o niewłaściwym funkcjonowaniu NSS - integrity, zwiększenie bezpieczeństwa.
    

55. Porównanie wybranych parametrów SBAS:

Parametr	System
		WAAS	EGNOS	MSAS	QZSS
Kraj lub rejon	USA	Europa	Japonia	Japonia
Główny cel	nawigacyjny	nawigacyjny	Nawigacyjno-meteorologiczny	Nawigacyjno-komunikacyjny
Dokładność pozycji horyzontalnej 95%, m	Ok. 3	Ok. 3	Ok. 3	<1
Liczba satelitów w 2010 r.	2	3	2	-
Docelowa liczba satelitów	3	3	2	3 lub 4
Typ orbity	Geostacjonarna	geostacjonarna	geostacjonarna	Geosynchroniczna
Wysokość orbity, km	35 786	35 786	35 786	Apogeum - 39 960 Perygeum - 31 612
Kąt inklinacji orbity	0° (GEO)	0° (GEO)	0° (GEO)	43°
Żywotność satelitów	12 lat	12 lat	10 lat	10 lat
Liczba stacji monitorujących	38	34	6	10
Liczba stacji głównych	2	4	2	Brak danych
Liczba stacji korygujących	4	6	2	Brak danych
Pasmo częstotliwości stacja/satelita	C	C	Ka, Ku	Brak danych
Pasmo częstotliwości satelita/użytkownik	L1	L1	L1	L1, L2,L5
Główny odbiorca systemu	Lotniczy, morski	Lotniczy, morski	Lotniczy, morski	Lądowy

56. Co to jest nasycenie systemu?
    Parametr mówiący o tym, czy liczba jego jednoczesnych użytkowników jest ograniczona, czy nie.

PYTANIA OPRAC. PRZEZ JĘDRKA B. SKĄD JE MIAŁ CHUJ WIE…

57. Kiedy uwzględniamy ASF?
    ASF - additional second factor, poprawka w Loran C stosowana, gdy sygnał nie przebiega tylko nad wodą, ale też częściowo nad lądem. Odbiornik posiada zarys linii brzegowej w pamięci i tak wylicza się jaki % drogi sygnału przebiega nad lądem. Im lepszy odbiornik, tym dokładniejszy zarys linii brzegowej.

58. Kiedy uwzględniamy SWC?
    SWC - sky wave correction, poprawka w Loran C na falę jonosferyczną, stosowana gdy przynajmniej jedna z fal w stacjach M - S jest jonosferyczna, a nie przyziemna. SWC=0 najczęściej na symetralnej linii bazy. SWC pozwala na określenie linii pozycyjnej.
    

59. Jak odróżnia się sygnał stacji Master od Secondary?
    - stacja Master nadaje 9 impulsów, stacja secondary 8
    - inne jest kodowanie stacji Master, a inne stacji Secondary (wszystkie takie same)
    

60. Jak wygląda impuls w Loranie C, co jest punktem odniesienia przy pomiarach?
    
    
    
    
    
    Nadawany na częstotliwości 100kHz. 1000 µs - czas pomiędzy początkiem jednego a początkiem drugiego impulsu. 8 w przypadku secondary, 9 impulsów w przypadku master.
    Gdy sygnał dociera na fali przyziemnej punktem odniesienia jest koniec 3 cyklu, czyli chwila 30 µs. Dla fali jonosferycznej maksimum 7 cyklu.
    

61. Co to jest GRI?
    Group Repetition Interval - odstęp pomiędzy początkiem pierwszego sygnału stacji master, a początkiem drugiego (pomiędzy nadawane są sygnały secondary).
    

62. Z jakich źródeł i na jakich częstotliwościach możemy odebrać sygnał Eurofix?
    Ze stacji referencyjnej Loran-C albo GPS. Loran-C - 100kHz, GPS na L1.
    

63. Jaka jest różnica w zasięgu Omega, a Loran-C?
    Omega ma zasięg globalny, a Loran-C nie.
    

64. Co stanie się 30 VI 2012?
    Zostanie dodana kolejna sekunda przestępna, leap second, do UTC. Będzie to 35 korekta.
    

65. Różnica w czasie między GPS a GLONASS.
    W GPS jest tzw. paper-time - czas wzorców. Chodzi o to, że żaden zegar nie sygnalizuje fizycznie TAI i UTC, skale te nazywane są papierowymi skalami czasu, tworzonymi za pośrednictwem całej sieci różnego rodzaju ośrodków i instytucji naukowych.
    

66. Co to jest hiperbola?
    Hiperbola − krzywa stożkowa będąca zbiorem takich punktów, że wartość bezwzględna różnicy odległości tych punktów od dwóch punktów, nazywanych ogniskami hiperboli, jest stała.
    
    
    
    

67. Dlaczego fala idąca z satelity się załamuje?
    Bo przechodzi przez różne warstwy atmosfery, w których istnieją różne współczynniki refrakcji.
    

68. Dlaczego radary wykorzystują mikrofale a Loran-C długie?
    Bo nie można by zainstalować tak wielkich masztów na długie fale na statkach - wymagane są duże rozmiary anteny nadawczej i odbiorczej.
    

69. Jak wygląda współczynnik refrakcji w różnych ośrodkach propagacji?
    Jonosfera (od 60km nad Ziemią wzwyż) - n<1.
    Troposfera (do 16 - 18km nad Ziemią) - n>1
    Pomiędzy - strefa neutralna dla fal radiowych.
    Współczynnik załamania ośrodka jest miarą zmiany prędkości rozchodzenia się fali w danym ośrodku w stosunku do prędkości w innym ośrodku (pewnym ośrodku odniesienia). Dokładniej jest on równy stosunkowi prędkości fazowej fali w ośrodku odniesienia do prędkości fazowej fali w danym ośrodku.
    Woda morska nie jest ośrodkiem propagacji dla fal radiowych!
    

70. Antena podniesiona.
    h_anteny >> λ_{faliemitowanej}
    

71. Podaj zalety i wady satelity geostacjonarnego.

Zalety : - pozwala na utrzymanie stałej łączności z nim przy użyciu anteny kierunkowej bez konieczności nieustannej zmiany kierunku ustawienia anteny.

Wady: - niemożliwość objęcia zasięgiem terenów okołobiegunowych, gdyż dla obserwatora znajdującego się na powierzchni Ziemi na północ od równoleżnika 81,3°N

(oraz analogicznie na południe od równoleżnika 81,3°S) orbita geostacjonarna znajduje się w całości poniżej horyzontu.

- duża odległość od Ziemi w porównaniu z orbitami typu LEO lub MEO. Wynikiem tego minimalny czas pomiędzy wysłaniem sygnału radiowego z powierzchni Ziemi, jego przetworzeniem

przez satelitę geostacjonarnego i ostatecznie odebraniem na powierzchni Ziemi w przybliżeniu jest równy 239 ms. Dla porównania w przypadku satelitów systemu Iridium znajdujących się na orbitach

typu LEO 780 km nad powierzchnią Ziemi czas ten jest równy około 5 ms. W praktyce opóźnienia te mogą być nawet kilkukrotnie większe, co odczuwalne jest szczególnie w przypadku prowadzenia

satelitarnego połączenia telefonicznego.

72. Różnice pomiędzy układem lokalnym, a globalnym.

-globalne - takie w których powierzchnia elipsoidy odniesienia na całej powierzchni Ziemi jest maksymalnie zbliżona do powierzchni geoidy. Są to układy geocentryczne, których początek znajduje

się w środku masy Ziemi. Przykłady: World Geodetic System 1972 (WGS-72) i World Geodetic System 1984 (WGS-84). Nazwa każdego z nich jest taka sama co przyjęta w nim elipsoida odniesienia.

-lokalne - takie w których powierzchnia elipsoidy odniesienia, na objętym danym układem fragmencie powierzchni Ziemi jest maksymalnie zbliżona do powierzchni geoidy. Są to układ quasigeocentryczne,

których początek znajduje się w środku przyjętej elipsoidy odniesienia. Przykłady: European Datum 1950 (ED 50) oparty na elipsoidzie międzynarodowej, American Datum 1983 (NAD 83) oparty na

elipsoidzie WGS-84, Tokio Datum (TD) na elipsoidzie Bessel 1841, URSS-42 oparty na elipsoidzie Krasowskiego

Kiedy nanosi się poprawkę Satellite Devi**** Pass?

Poprawkę tę nanosi się w przypadku określenia pozycji w odbiorniku i przenoszenia jej na mapę, która jest stworzona w innym układzie odniesienia niż układ z którego otrzymaliśmy pozycję w odbiorniku.

Czym różni się SBAS od DGPS.

DGPS. Stacje przesyłają poprawkę pseudo range correction PRC.

SBAS. Przekazuje wektor poprawki, który zawiera przestrzenny błąd efemeryd, błąd zegara i parametry opóźnienia jonosferycznego. Poprawki są przesyłane na częstotliwości L1 systemu GPS

Jakie poprawki wylicza DGPS jaki jest ich znak i wielkość.

PRC- pseudo range correction, poprawka różnicowa, porówywana odleglosci z sateilty do odbiornika w stacji referencyjnej, porównywana zmierzona z odlległościa obliczoną na podstawie rozkodowywanych efemeryd i parametrów samej stacji.

PRC= odległość - pseudoodległościa (+ lub -, w zaleznosci co jest wieksze)

Jakie satelity są używane w SBAS i dlaczego.

Geostacjonarne, ich pozycja jest stała względem obserwatora na ziemi

Eurofix - co to jest, jakich częstotliwości używa, parametry sygnałów.

Koncepcja Eurofix polega na przesyłaniu poprawek różnicowych GPS dodatkowym kanałem komunikacyjnym hiperbolicznego systemu nawigacyjnego LORAN

Największą zaletą systemu Eurofix jest to, że oprócz danych różnicowych GPS zapewnia także źródło informacji pozycyjnej.

---