SPIS TREŚCI

WSTĘP……………………………………………………………………….…………. 9

ROZDZIAŁ 1. GPS - STAN OBECNY…………………………………………….. 10

1.1. Opis systemu GPS…………………………………………….…………………. 12

1.2. Segment kosmiczny…………………………………….…..……..……………... 13

1.3. Segment kontrolno-pomiarowy………………………………..…………………. 15

1.4. Segment użytkownika ……………………………….....……………………...…. 17

ROZDZIAŁ 2. SYSTEM DGPS…………………………………………………..….. 26

2.1. Zasada działania systemu……..………………………...……………………….. 27

2.2 Format transmisji danych………………………….…………………………….. 32

2.3. Sygnały radiolatarń morskich ………………………………………………….... 42

2.4. Poziom zakłóceń atmosferycznych……….....…….…………………..………… 47

2.5. Natężenie fali radiowej………………………………………………………….. 48

2.6. Wymagany stosunek sygnału do zakłóceń ……………………………………… 51

ROZDZIAŁ 3. UKŁAD POMIAROWY I METODYKA ……..……….…………... 53

3.1. Układ pomiarowy………………………. ……………………………………… 53

3.2. Obszar badań…………………………….……………………………………… 56

3.3. Wybór punktów pomiarowych………….………………………………………. 63

ROZDZIAŁ 4. ANALIZA WYNIKÓW POMIARÓW………………….…………. 65

4.1. Punkt pomiarowy Porzecze……………….………. ……………………………. 67

4.2. Punkt pomiarowy Bielinek………………………. .……………………….……. 78

4.3. Podsumowanie wyników badań…………………………………………….…… 90

WNIOSKI……….……………………………………………………………………… 93

BIBLIOGRAFIA.……………………………………………………………………… 96

WSTĘP

System GPS jest w chwili obecnej praktycznie jedynym systemem powszechnie stosowanym w nawigacji. Ograniczenia jakie Amerykanie wprowadzili dla użytkowników cywilnych w początkowej fazie rozwoju systemu GPS spowodowały rozwój wersji różnicowych systemu GPS. W nawigacji morskiej powszechnie stosowana jest odmiana systemu DGPS wykorzystująca do transmisji poprawek pasmo pracy radiolatarń morskich. Umożliwia ona na określanie pozycji z dokładnością kilku metrów w odległościach do około 200 kilometrów od stacji odniesienia. W wielu państwach sygnały nadawane przez radiolatarnie morskie wykorzystywane są do określania pozycji na wodach wewnętrznych. Celem pracy było zbadanie możliwości wykorzystania istniejących w rejonie południowego Bałtyku stacji referencyjnych do określania pozycji w dolnym biegu Odry.

W rozdziale pierwszym przedstawiono aktualny stan rozwoju systemu GPS oraz zmiany jakie mają zostać wprowadzone w przyszłości. W rozdziale drugim scharakteryzowano wersje różnicowe systemu DGPS, ze szczególnym uwzględnieniem odmian stosowanych w nawigacji morskiej . W rozdziale trzecim opisano metodykę prowadzenia badań. W rozdziale czwartym dokonano analizy wyników pomiarów. Przeprowadzone badania wykazały, że istnieje możliwość wykorzystania sygnałów nadawanych przez morskie stacje odniesienia do określania pozycji w dolnym biegu Odry. Ze względu na ograniczenia towarzyszące w realizacji pomiarów, zaprezentowane wyniki należy traktować jako wstępne. Potwierdzeniem możliwości wykorzystania sygnałów nadawanych w paśmie pracy radiolatarń morskich do określania pozycji w głębi lądu były prace prowadzone między innymi w Niemczech, zakończone budową łańcucha czterech stacji pokrywających swoim zasięgiem dorzecze Renu i Łaby.

Rozdział 1

GPS - stan obecny

Rozwój systemów nawigacyjnych związany był zawsze z rozwojem technik militarnych. W okresie II wojny światowej powstały na potrzeby zabezpieczenia działań flot wojennych i lotnictwa takie systemy jak: Consol, Consolan, Decca i Loran A. Po II wojnie Światowej powstały Loran C i Omega. Wszystkie wymienione systemy zapewniały znaczący postęp w zakresie możliwości określania pozycji. Obok licznych zalet systemy te posiadały wady takie jak: ograniczony obszar działania, zmienną i zależną od warunków propagacyjnych dokładność, podatność na zakłócenia.

Nowe możliwości rozwoju systemów nawigacyjnych pojawiły się wraz rozwojem techniki kosmicznej. Umieszczenie przez ZSRR pierwszego sztucznego satelity na orbicie Ziemi było pierwszym krokiem w dziedzinie radionawigacji satelitarnej. Naukowcy z laboratorium Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa zaobserwowali przesunięcie częstotliwości sygnału transmitowanego przez nadajnik radiowy Sputnika I . Na podstawie znajomości pozycji miejsca obserwacji i pomierzonego przesunięcia dopplerowskiego sygnału wyznaczono parametry orbity Sputnika I. Czymś naturalnym było postawienie pytania odwrotnego: czy jeżeli będziemy znali parametry orbity satelity i pomierzymy przesunięcie dopplerowskie sygnału transmitowanego przez nadajnik satelity, uzyskamy informacje o pozycji odbiornika? Odpowiedź na tak postawione pytanie była pozytywna. W grudniu 1959 roku Amerykanie mieli opracowany projekt budowy satelitarnego systemu nawigacyjnego wykorzystującego do określenia pozycji pomiar przesunięcia dopplerowskiego. System ten pod nazwą NNSS- Transit został uruchomiony na potrzeby sił zbrojnych Stanów Zjednoczonych w 1963 roku, zaś w 1968 roku system w ograniczonym zakresie udostępniono użytkownikom cywilnym. Do końca lat osiemdziesiątych Transit był podstawowym systemem nawigacyjnym stosowanym we flotach wojennych i cywilnych (system Transit zakończył działanie 1996 roku). Zaletą systemu był globalny zasięg i duża , niestety dostępna tylko dla niektórych użytkowników (wojskowych) dokładność określania pozycji. Podstawową wadą Transit'u był brak ciągłości wyznaczania pozycji. Doświadczenia z systemem Transit pozwoliły na poszukiwanie rozwiązań umożliwiających budowę satelitarnego systemu radionawigacyjnego zapewniającego ciągłe określanie pozycji w przestrzeni 3D z metrowymi dokładnościami. Wszystkie propozycje prowadziły do zastosowania rozwiązań w których wykorzystywany był by bierny pomiar czasu przelotu sygnałów od satelitów odpowiednio rozmieszczonych na orbitach do odbiornika. Budowa takiego systemu wymaga zainstalowania na „pokładzie” satelitów wysokiej klasy wzorców czasu. Instalowane w satelitach nawigacyjnych zegary powinny charakteryzować się wysoką stabilnością długoterminową, dużą niezawodnością i możliwie długim czasem działania. W latach siedemdziesiątych zarówno w Stanach Zjednoczonych ( Program Timation-Time-Navigation) jak i w ZSRR prowadzone były badania których celem było znalezienie niezawodnych zegarów (generatorów) umożliwiających budowę stadiometrycznego satelitarnego systemu nawigacyjnego. Przeprowadzone doświadczenia wykazały, że do tego celu nadają się atomowe zegary rubidowe i cezowe. Charakteryzują się one dużą stabilnością: rubidowe 3x10^-11 , zaś cezowe 3x10^-12 w skali jednodniowej i kilkuletnią trwałością. Amerykanie postanowili wykorzystać do kontroli czasu w satelitach systemu GPS po dwa atomowe zegary rubidowe i cezowe. W chwili obecnej przeprowadzane są testy z zegarami maserowo-wodorowymi, zapewniającymi o rząd wielkości lepszą stabilność niż zegary cezowe. Departament obrony USA 17 kwietnia 1973 roku podjął decyzje o połączeniu wszystkich programów badawczych związanych z budową nawigacyjnych systemów satelitarnych i rozpoczęciu prac nad budową systemu GPS (Global Posicioning System). W lipcu 1973 roku powołano Joint Program Office (JPO) - połączone biuro GPS.

Pierwszy etap prac związanych z budową GPS prowadzony był w latach 1973-1978. W okresie tym prowadzone były badania mające na celu zweryfikowanie przyjętych koncepcji. Doświadczenia i testy prowadzone były w oparciu o jedenaście prototypowych satelitów. Etap ten zakończył się wystrzeleniem w lutym 1978 roku pierwszego z docelowej konstelacji satelitów. Drugi etap wdrożenia systemu GPS obejmował lata 1978-1985 i związany był z rozbudową trzech segmentów systemu GPS:

• segmentu kosmicznego

• naziemnego segmentu kontrolno-pomiarowego

• segmentu użytkowników

W pierwszej fazie tego etapu, system GPS udostępniony był tylko użytkownikom wojskowym oraz tym, którzy uzyskali zgodę Departamentu Obrony USA na korzystanie z systemu. W 1983 roku rząd USA podjął decyzje o udostępnieniu systemu GPS użytkownikom cywilnym. Początkowo zakładano że użytkownicy cywilni będą mieli dostęp do zdegradowanej wersji systemu. Pozwalałaby ona na ciągłe określanie pozycji 2D z dokładnością 500 metrów dla p=0,95. Zaproponowana przez Amerykanów dokładność nie satysfakcjonowała wielu grup potencjalnych użytkowników. W tym czasie w Europie powstały projekty systemów NAVSAT i GRANAS, które pozwalałyby na określanie pozycji ciągłej 3D z dokładnością kilkunastometrową dla p=0,95. Podobne projekty komercyjne pojawiły się w USA (system RDSS firmy GEOSTR). W przypadku wdrożenia projektów konkurencyjnych olbrzymie koszty poniesione przez USA na budowę systemu GPS nie mogły by być zrekompensowane wpływami ze sprzedaży technologii GPS. Ostatecznie w wyniku zagrożenia konkurencyjnymi programami Departament Obrony USA podjął decyzje o udostępnieniu użytkownikom cywilnym systemu GPS w wersji pozwalające określanie pozycji 2D z dokładnością 100 metrów dla p= 0,95.

Trzeci etap budowy systemu GPS obejmował lata 1985-1994 i zakończył się z pewnym opóźnieniem spowodowanym katastrofą wahadłowca Challenger wdrożeniem docelowej wersji systemu. Pełną gotowość operacyjną system osiągnął 17 lipca 1995 roku.

1.1 Opis systemu GPS

System GPS składa się z trzech zasadniczych segmentów (Rys.1.1):

• segmentu kosmicznego

• naziemnego segmentu kontrolno-pomiarowego

• segmentu użytkowników

Rys1.1. Schemat działania sytemu GPS. [12]

1.2 Segment Kosmiczny

Po wielu doświadczeniach uznano, że docelowa konstelacja powinna składać się z 24 satelitów rozmieszczonych na 6 orbitach kołowych nachylonych do płaszczyzny równika pod kątem 55^o , o wysokości 20162,61 km i czasie obiegu Ziemi 11h 57min 27s (Rys.1.2).

Rys.1.2. Orbity satelitów systemu GPS. [14 ]

Satelity na orbitach nie są rozmieszczone równomiernie (Rys.1.3). Konstelacja satelitów dobrana została tak, aby zapewnić w każdym punkcie Ziemi widzenie możliwie dużej liczby satelitów. Przyjęte rozmieszczenie satelitów zapewnia w dowolnym miejscu Ziemi możliwość korzystania z sygnałów co najmniej 5 satelitów o kącie elewacji ≥ 5 ^o z prawdopodobieństwem 0,9996. [8,15] Ponieważ system GPS stosowany jest do określania pozycji również na lądzie, w wielu przypadkach występują ograniczenia w widzeniu horyzontu radiowego (sytuacja taka ma miejsce w rejonach zurbanizowanych np. miastach, w terenie górzystym, zadrzewionym itp.), zdecydowano się wprowadzić większą liczbę satelitów. W styczniu 2005 roku dostępnych było 31 satelitów ( Rys.1.4 ).

Rys.1.3. Rozmieszczenie satelitów GPS na orbitach. [15]

Aktualny status konstelacji satelitów podawany jest na stronie internetowej USCG (strona Straży Przybrzeżnej USA). Liczba sprawnych satelitów ulega zmianie na sutek awarii lub prowadzonych prac nad segmentem kosmicznym. Informacje o tym podawane są przez Obserwatorium Astronomiczne Marynarki Wojennej USA.

Rys.1.4 Informacje o aktualnej konstelacji satelitów GPS publikowane

przez USCG [27]

W pewnych sytuacjach dostępność do sygnałów satelitów GPS jest blokowana bez ostrzeżenia. Sytuacje takie występowały w przypadku rozpoczynania działań militarnych przez USA. Procentowy rozkład widoczności satelitów w czasie doby na powierzchni Ziemi przedstawiony jest na rys.1.5. Analiza rozkładu została wykonana przy założeniu, że sprawnych jest 27 satelitów. Do rozważań przyjęto satelity o kącie elewacji ≥ 5 ^o .

Rys.1.5. Procentowy rozkład widoczności satelitów na powierzchni Ziemi (średnio w ciągu doby.[8,12]

Według 2001 Fedral Radionavigation Plan planowana jest w latach 2004-2010 operacja wymiany satelitów systemu GPS. Wymiana ta związana jest z modernizacją sygnałów używanych w systemie GPS, której celem jest zwiększenia odporności systemu na zakłócenia interferencyjne jak i ograniczenie błędów wynikających z wielodrogowości. Nowa generacja satelitów wyposażona będzie we wzorce częstotliwości maserowo-wodorowe, charakteryzowała będzie się ponadto zwiększoną mocą nadawania, odpornością na czynniki zewnętrzne i wydłużonym do 10 lat czasem działania. [5,6,8,12]

1.3 Segment kontrolno-pomiarowy

Segment kontrolno-pomiarowy składa się z :

- głównej stacji kontrolnej umieszczonej,

- 5 stacji monitorujących,

- 3 stacji telemetrycznych do dokonywania aktualizacji danych w poszczególnych satelitach.

Główna stacja kontrolna (Master Control Station) zlokalizowana jest w Colorado Springs. Stacja ta zarządza całą konstelacją satelitów.

W szczególności:

• uaktualnia na podstawie własnych obserwacji i przesłanych ze stacji monitorujących informacji dane do depesz nawigacyjnych poszczególnych satelitów w zakresie wyznaczania poprawek zegara satelitów, obliczania orbit satelitów, obliczania współczynników modelu jonosfery,

• przekazuje informacje do stacji telemetrycznych,

• nadzoruje prace stacji monitorujących,

• decyduje o korektach orbit, naprawach i ewentualnych wymianach satelitów.

Stacje monitorujące (MS- Monitoring Station) rozmieszczone są na Hawajach, wyspach Kwajalein, Diego Garcia i Wniebowstąpienia. Piąta stacja znajduje się w Colorado Springs.

Stacje monitorujące prowadzą:

• śledzenie sygnałów satelitów będących w zasięgu stacji,

• sprawdzają poprawność działania satelitów,

• kontrolują orbity satelitów,

• kontrolują poprawność wskazań zegarów satelitów,

• gromadzą dane do oszacowania poprawek jonosferycznych.

Stacje telemetryczne służą do przekazywania informacji wypracowanych w MCS do satelitów. Rozmieszczenie stacji segmentu kontrolno-pomiarowego przedstawiono na rys.1.6.

Lokalizacja stacji monitorujących została tak zaplanowana, żeby każdy satelita był jednocześnie widziany przez dwie stacje monitorujące. Pozwala to na porównanie pomiarów obserwacji tych samych satelitów przez dwie stacje położone w różnych miejscach. Przewiduje się uruchomienie dodatkowej stacji (6-tej) stacji monitorującej na Przylądku Canaveral (Floryda). Do wymiany danych pomiędzy stacjami monitorującymi, główną stacją kontrolną i stacjami telemetrycznymi służą wydzielone łącza radiowe. Niezawodność tych łączy ma szczególne znaczenie ze względu na konieczność synchronizacji zegarów poszczególnych urządzeń. Ze względów niezawodnościowych przyjęto zasadę że w przypadku awarii urządzeń lub oprogramowania satelita powinien działać autonomicznie przez 180 dni (nawet przy wyłączonym segmencie nadzoru). W takim przypadku powinien jednak transmitować ostrzeżenie o możliwych błędach. [8,12,15]

■ - główna stacja kontrolna (MCS)

● - stacja monitorująca (MS)

▲ - stacja telemetryczna

Rys.1.6 Rozmieszczenie stacji segmentu kontrolno-pomiarowego. [1]

1.4 Segment użytkownika

Na segment użytkownika składają się różnego rodzaju odbiorniki przystosowane do odbioru, dekodowania i przetwarzania sygnałów satelitarnych w celu określenia pozycji w dogodnym dla użytkownika układzie współrzędnych. System GPS powstał na użytek wojska i wojsko też jest głównym użytkownikiem systemu. W tym przypadku najczęściej spotykanymi odbiornikami są jednoczęstotliwościowe urządzenia wykorzystujące kod P. Dokładność lokalizacji pozycji przy użyciu takich odbiorników wynosi 18 metrów dla p=0,95.

W przypadku użytkowników cywilnych w zależności od przeznaczenia odbiorniki można podzielić na:

• odbiorniki nawigacyjne,

• odbiorniki geodezyjne (charakteryzujące się dużą dokładnością określania pozycji),

• odbiorniki specjalne o bardzo wysokiej dokładności.

Uwzględniając zastosowane techniki pomiaru sygnałów, odbiorniki można podzielić na:

• odbiorniki z kodem C/A - pseudoodległościowe,

• odbiorniki z kodem C/A - fazowe,

• odbiornik z kodem C/A i P - pseudoodległościowe,

• odbiorniki z kodem C/A i P -fazowe.

Zasada określania pozycji w systemie GPS polega na biernym pomiarze czasu przelotu sygnałów na trasie satelita-odbiornik (Rys.1.7). W przypadku, gdyby wszystkie zegary satelitów wskazywały identyczny czas, zaś sygnały nadawane przez nie nadawane były by synchronicznie, to momenty odbioru tych sygnałów w odbiorniku wyznaczały by odległości satelita-odbiornik. Znajomość położenia satelitów w momencie transmisji przez nie sygnałów pomiarowych pozwala na obliczenie pozycji.

Rys.1.7. Zasada określania położenia odbiornika w systemach odległościowych

wykorzystujących bierny pomiar czasu przelotu fali [1]

W rzeczywistości, każdy z zegarów wskazuje nieco inny czas w stosunku do czasu systemu GPS w stacji MCS. Różnice, pomiędzy czasem systemowym w stacji MCS, a wskazaniami zegarów poszczególnych satelitów Δ t_si są określone i podawane w depeszy nawigacyjnej transmitowanej przez każdego satelitę. Również zegar w odbiorniku, wskazuje czas różniący się od czasu systemowego o pewną wartość Δt_u . Na czas przelotu sygnałów pomiędzy satelitą a anteną odbiornika wpływ mają ponadto opóźnienia transmisji wywołane efektami refrakcji jonosferycznej i troposferycznej (rys.1.8).

Zależność pomiędzy pomierzoną pseudodległością, a rzeczywistą odległością satelita-odbiornik może być wyrażona zależnością:

ρ = r + c ∙ ( Δt_u - Δt_s) + c ∙ Δt_a (1.1)

gdzie:

ρ - pomierzona w odbiorniku pseudoodległość,

r - odległość rzeczywista,

c - prędkość propagacji fali radiowej,

Δt_u - błąd zegara odbiornika,

Δt_s - błąd zegara satelity

Δt_a - poprawka jonosferyczna i troposferyczna

Rys.1.8 Zależność przestrzenna pomiędzy rzeczywistą odległością satelita-

odbiornik, a pomierzoną pseudoodległością. [1]

W celu określenia pozycji odbiornika potrzebna jest znajomość położenia satelitów w momencie nadawania sygnałów pomiarowych. Informacja ta zawarta jest w depeszy nawigacyjnej (Rys.1.9) składającej się z 25 ramek zawierających dane o całym systemie. Każda ramka trwa 30 sekund i składa się z 5 podramek, w których kolejno przedstawione są następujące informacje:

• podramka nr.1 - znacznik L₂, URA, numer tygodnia, parametry korekcji zegara

satelity,

• podramka nr.2- parametry efemeryd,

• podramka nr.3- parametry efemeryd,

• podramka nr.4- wiadomości specjalne, model jonosfery, parametry UTC, dane o

satlitach 25-32 i ich stanie

• podramka nr.5 - dane o satelitach 1-25 i ich stanie

Rys.1.9 Zawartość depeszy nawigacyjnej [17]

Potrzebne do określenia pseudoodległości czasy przelotów sygnałów na trasie satelita-odbiornik wyznaczane są poprzez pomiary korelacyjne kodów generowanych w poszczególnych satelitach i w odbiorniku. Stosowane są dwa podstawowe kody: C/A dostępny dla użytkowników cywilnych i kod P dostępny dla użytkowników wojskowych lub uprawnionych. Oba kody są kodami PRN (Pseudo Random Noise) przyporządkowanymi poszczególnym satelitom. Rozpoznanie sygnału satelity możliwe jest tylko przy znajomości jego kodu. Satelita nadaje sygnały na dwóch częstotliwościach L₁ =1575,42 MHz i L₂ =1227,60 MHz. Sygnały nadawane na częstotliwości L₁ kodowane są kodami C/A i P, zaś na L₂ tylko kodem P. Na obu częstotliwościach nadawana jest depesza nawigacyjna. Użycie kodu P pozwalało na określanie pozycji 2D z dokładnością 18 metrów dla p= 0,95. Odbiorniki korzystające wyłącznie z kodu C/A zapewniały dokładność określania pozycji 100 metrów dla P=0,95. Możliwość wyznaczenia pozycji w oparciu o kod C/A nazywana jest serwisem standardowym SPS ( Standard Positioning Service) zaś w oparciu o kod P serwisem precyzyjnym PPS (Precise Positioning Service). Potencjalne możliwości określania pozycji przy wykorzystaniu serwisu SPS były znacznie lepsze, jednak Amerykanie stosowali specjalna technikę ograniczenia dostępu SA ( Selective availibility ). Polegała ona na celowym zakłóceniu sygnału C/A powodującym obniżenie dokładności . Proces SA realizowany był poprzez okresowe zmiany wartości parametrów efemeryd (proces ε ) i zaburzanie informacji o czasie zegara satelity ( proces δ ). Składowa błędu pomiaru wywołana procesem ε miała amplitudę do 100 metrów i okres rzędu godziny. Zakłócenia wywołane procesem δ powodowały błąd pozycji do 50 metrów i miały okres zmian rzędu kilku minut. Decyzją prezydenta USA 1 maja 2000 roku wyłączono SA. Na rys.1.10 przedstawiono zmiany dokładności serwisu SPS przed i po zaprzestaniu celowego zakłócania sygnału GPS. W tabeli 1 przedstawiono typowe wielkości błędów w systemie GPS po zlikwidowaniu SA

Rys.1.10 Zmiany dokładności serwisu SPS przed i po zaprzestaniu celowego

zakłócania sygnału GPS. [32]

Tab.1 Źródła błędów w systemie GPS

Źródło błędu	Typowa wielkość błędu
Błąd zegara satelity	1,5 m
Błąd efemeryd satelity	2,5m
Błąd refrakcji troposferycznej	1m
Błąd refrakcji jonosferycznej	10m
Błąd kodu	1m
Szumy odbiornika	1m
Błąd wielodrogowości	0,5m
RMS	10,6m

Źródło : [3]

Według [10] błąd określania pozycji 2D dla p=0,95 wynosi 13 metrów, zaś błąd określenia wysokości 22 metry.

W wielu odbiornikach istnieje możliwość oszacowania błędu pomiaru odległości ( pseudoodległości ) do satelity UERE ( User Equivalent Range Error). Wartość UERE obliczana jest ze wzoru :

(1.2)

UERE jest wielkością jednowymiarową określającą dokładność wyznaczenia odległości

( pseudoodległości ) w odbiorniku. Wartość UERE podawana jest dla odchylenia 1 σ.

URE (User Range Error) to błąd odległości wynikający z działania segmentów kosmicznego i nadzoru. Wielkość URE wyrażona w metrach może być oszacowana na podstawie podawanego w depeszy nawigacyjnej wskaźnika URA (User Range Accuracy). Zależności URA i URE przedstawione są w tabeli 2.

Wielkość UEE (User Equipment Error) zawiera błędy wynikające z działania segmentu użytkownika (odbiornika). Na wielkość UEE wpływ mają nieskompensowane błędy natury propagacyjnej, błędy wynikające z wielotorowości , stabilności zegara odbiornika, szumów odbiornika itp. UEE zależy od jakości odbiornika i dla typowych rozwiązań zawiera się pomiędzy 0,8 - 2,0 m. [17]

Błąd wyznaczonej przez odbiornik pozycji zależy od dwóch zasadniczych składników:

• od błędu pomiaru odległości od satelity UREE,

• od błędu wynikającego z geometrii systemu DOP.

Wielkość błędu obliczona może być na podstawie wzoru (3):

∆ = DOP ∙ UERE (1.3)

gdzie:

∆ - błąd określania pozycji

UERE - błądu pomiaru odległości do satelity UERE (User Equivalent Range Error)

DOP - współczynnik rozmycia pozycji

Tab 2. Zależność pomiedzy URA i URE wg specyfikacji systemu

URA index	URE (m)
0	0,0...2,4
1	2,4...3,4
2	3,4...4,85
3	4,85...6,85
4	6,85...9,65
5	9,65...13,65
6	13,65...24,0
7	24,0...48,0
8	48,0...96,0
9	96,0...192,0
10	192,0...384,0
11	384...768,0
12	768,0...1536,0
13	1536,0...3072
14	3072...6144,0
15	> 6144,0

Źródło [10,7]

Według informacji przedstawionych w dwóch oficjalnych dokumentach Administracji USA 2001 Federal Radionavigation Plan i 2001 Federal Radionavigation Systems GPS zapewnia :

1. Możliwość określania pozycji 3D i czasu ;

2. Zasięg globalny, możliwość określenia pozycji do wysokości 3000 km nad Ziemią;

3. Dokładność określania pozycji 2D ≤ 13 m ( p=0,95 );

4. Dokładność pomiaru wysokości ≤ 22 m ( p=0,95 );

5. Dokładność pomiaru czasu ≤ 40 ns ( p=0,95 );

6. Dostępność systemu określa się na 99% przy zachowaniu dokładności dla określania pozycji 2D - 36 m ( p=0,95) i pomiaru wysokości 77 m (p=0,95)

7. Niezawodność systemu określona jest w sposób następujący: przez 99,94% czasu wartość URE charakteryzująca segment kosmiczny nie przekracza 30 m.

W 2001 Federal Radionavigation Plan i 2001 Federal Radionavigation Systems podano, że przewiduje się eksploatację systemu GPS po 2015 roku. W obu dokumentach przedstawione są plany daleko idącej modernizacji systemu GPS.

Zmiany obejmować będą:

1. Uruchomienie po 2005 roku transmisji kodu C/A na częstotliwości L₂ (związane jest to z wymianą segmentu satelitarnego). Transmisja kodu C/A na częstotliwości L₁ i L₂ umożliwi zminimalizowanie błędów wynikających z refrakcji jonosferycznej.

2. Satelity segmentu GPS uruchamiane po 2007 roku nadawały będą dodatkowo sygnały na częstotliwości L₅= 1176,45 MHz. Nadawanie na częstotliwości L₅ zwiększy odporność systemu na zakłócenia interferencyjne, poprawi usuwanie niejednoznaczności w odbiornikach fazowych, umożliwi zminimalizowanie błędów wywołanych refrakcją jonosferyczną.

3. Na Częstotliwościach L₁ i L₂ wprowadzony zostanie kod M o zastosowaniu militarnym. Wprowadzenie tego kodu ma zapobiec degradacji systemu w przypadku wykorzystania GPS w działaniach wojennych. Nastąpi oddzielenie sygnałów wykorzystywanych do celów wojskowych ( kod M ) od sygnałów przeznaczonych do zastosowań cywilnych ( kod C/A )

4. Planowana jest modernizacja segmentu kontrolno pomiarowego. Przewiduje się zwiększenie ilości stacji monitorujących pracę segmentu kosmicznego, budowę drugiej głównej stacji kontrolnej MSC (stacja zapasowa), wymianę oprogramowania i przeniesienie niektórych funkcji kontrolno-pomiarowych z segmentu kontrolno pomiarowego do satelitów. Działania te maja przyczynić się do zwiększenia niezawodności systemu.

Rozdział 2

System DGPS

System GPS w wersji udostępnionej w latach 80-tych ubiegłego wieku stanowił atrakcyjne narzędzie w rękach nawigatorów i to zarówno na morzu jak i w powietrzu. Liczne zalety systemu GPS zostały przedstawione w poprzednim rozdziale. Jednak nie wszystkie potrzeby związane z pozycjonowaniem mogły być przez system GPS zaspokojone. Istnieje wiele rodzajów działalności człowieka na morzu, które wymagają metrowych lub nawet submetrowych dokładności określania pozycji. W tabeli 3 przedstawiono niektóre z nich.

Tabela 3 Wymagania dokładnościowe dla niektórych czynności związanych z

działalnością człowieka na morzu

Rodzaj działalności	Wymagana dokładność (P = 0,95)
Nawigacja portowa	8-20 m
Rybołówstwo	8-20 m
Podejścia do portów	8-20 m
Oznakowanie nawigacyjne	5-10 m
Nawigacja przybrzeżna	10-100 m
Śródlądowe drogi wodne	2-5 m
Poszukiwanie złóż	1-100 m
Pomiary hydrograficzne	1-3 m
Prace inżynieryjne	0,1 - 5 m
Pogłębianie	1-5 m
System VTS	5-10m

Źródło : [ 1,7,8]

Zabezpieczenie nawigacyjne prac wymienionych w tabeli 3 wymagało stosowania specjalnych systemów, które z racji osiąganych dokładności nosiły nazwę hydrograficznych lub precyzyjnych. W większości przypadków były to hiperboliczne systemy fazowe lub odległościowe, pracujące w zakresie fal pośrednich ( SEA-FIX, HI-FIX 6, AD-2, TORAN ). Charakteryzowały się one małym zasięgiem ( do kilkudziesięciu Mm ) i dużą podatnością na zakłócenia interferencyjne. Znaczący postępem w dziedzinie budowy systemów hydrograficznych było pojawienie się sytemu Syledis. System Syledis jest systemem odległościowym pracującym w paśmie UHF (430 MHz) z widmem rozproszonym. Charakteryzuje się dużą odpornością na zakłócenia, zasięgiem do 100 Mm i metrowymi dokładnościami określania pozycji. Wadą systemu Syledis była wysoka cena urządzeń, jak i trudny technicznie serwis.

Olbrzymie zapotrzebowanie na usługi związane z dokładnym pozycjonowaniem było powodem poszukiwania systemu, który charakteryzowałby się następującymi właściwościami:

• dużą dokładnością określania pozycji,

• ciągłością określania pozycji,

• nieograniczoną liczbą użytkowników,

- dużym zasięgiem działania,

• odpornością na zakłócenia,

• niezawodnością,

• małymi kosztami eksploatacji.

Potencjalnie takim systemem mógłby być GPS. Jednak decyzją Administracji USA system GPS użytkownikom cywilnym został udostępniony w wersji zdegradowanej. Okazało się jednak, że niektóre komponenty generowanych celowo zakłóceń mogą być wyeliminowane przez zastosowanie pomiarów porównawczych. Powstała w ten sposób koncepcja budowy systemu różnicowego DGPS ( Differential Global Positioning System ). DGPS jest systemem kombinowanym, w którym w celu określenia pozycji wykorzystuje się sygnały nadawane przez satelity i obliczane w stacjach referencyjnych poprawki. Poprawki do odbiornika dostarczane są na ogół drogą radiową.

1. Zasada działania systemu DGPS

Zasada pracy systemu DGPS polega na wykorzystaniu poprawek określonych w stacji referencyjnej. Znane są dwie metody pracy systemów różnicowych:

1. Metoda w której wykorzystywane są poprawki pozycji,

2. Metoda w której wykorzystywane są poprawki pseudoodległości.

Metoda pierwsza polega na wykorzystaniu zjawiska dużej korelacji zmian pozycji określanych przez oddalone od siebie odbiorniki śledzące tę samą konstelację satelitów

( korzystających do określenia pozycji z tych samych satelitów ). W metodzie tej, w stacji odniesienia pozycja geodezyjna anteny odbiornika porównywana jest z pozycją pomierzoną przez wysokiej klasy odbiornik GPS. Uzyskuje się w ten sposób różnice pomiędzy wielkościami pomierzonymi i rzeczywistymi: ∆φ, ∆λ i ∆h

∆φ = φ_P - φ_R

∆λ = λ_P - λ_R (2.1)

∆h = h_P - h_R

gdzie: φ_P, λ_P, h_P - wartości pomierzone przez odbiornik GPS;

φ_R, λ_R, h_R - pozycja odniesienia.

Różnice pomiędzy wielkościami pomierzonymi i rzeczywistymi: ∆φ, ∆λ i ∆h traktowane są jako poprawki i transmitowane drogą radiową. Odbiornik systemu DGPS składa się w tym przypadku z odbiornika GPS i odbiornika nadawanych przez stację odniesienia poprawek ∆φ, ∆λ , ∆h. Określona w odbiorniku GPS pozycja korygowana jest o odebrane poprawki ∆φ, ∆λ , ∆h. Uzyskuje się w ten sposób znaczącą poprawę dokładności pozycjonowania. Jakość korekty zależy silnie od odległości pomiędzy stacją odniesienia i odbiornikiem. Zasadniczą wadą tej metody jest konieczność wykorzystywania do określania pozycji w stacji referencyjnej i w odbiorniku użytkownika tych samych satelitów, co nie zawsze jest możliwe. Z tego względu system DGPS wykorzystujący transmisje poprawek pozycji nie jest obecnie stosowany.

Rozwiązaniem pozbawionym tej wady jest wersja systemu DGPS w której wykorzystywane są poprawki pseudoodległości. Zasada pracy systemu DGPS z transmisją poprawek pseudoodległości przedstawiona jest na rys. 2.1. Stacja referencyjna (odniesienia) zlokalizowana jest w punkcie o dokładnie znanym położeniu. Wysokiej klasy odbiornik GPS (1) dokonuje pomiaru pseudoodległości do wszystkich widocznych satelitów S_i. Pomierzone pseudoodległości ρ_i porównywane są z obliczonymi odległościami do satelitów r_oi . Obliczenie odległości pomiędzy odbiornikiem stacji referencyjnej, a satelitami możliwe jest dzięki znajomości pozycji anteny odbiornika stacji referencyjnej i znajomości trajektorii lotu satelitów (efemerydy satelity są transmitowane w depeszy nawigacyjnej). Na tej podstawie można wyznaczyć poprawki PRC ( Pseudo Range Correction ):

PRC_i = r_oi - ρ_i (2.2)

Gdzie: PRC_i - poprawka pseudoodległości;

r_oi - obliczona odległość do i-tego satelity;

ρ_i - pomierzona pseudodległość do i-tego satelity

Rys.2.1. Zasada działania systemu DGPS[13].

Zmierzona pseudodległość ρ_i różni się od odległości topocentrycznej o wartości wynika-jące z błędów wywołanych opóźnieniem troposferycznym (c ∙ ∆t_t), opóźnieniem jonosferycznym (c ∙ ∆t_j), błędów zegara satelity ( c ∙ ∆t_si) , zegara odbiornika (c ∙∆t_u) i błędów wynikających z szumów pomiarowych, wielodrogowości itp. (c ∙ ζ ).

ρ_{i =} r_i + c ∙ ( ∆t_j + ∆t_t + ∆t_u - ∆t_si + ζ } (2.3)

gdzie: ρ_i - zmierzona pseudoodległość do satelity S_i ;

r_i - odległość topocentryczna pomiędzy satelitą S_i , a odbiornikiem (1);

c - prędkość fali elektromagnetycznej;

∆t_j - opóźnienie sygnału spowodowane refrakcją jonosferyczną;

∆t_t - opóźnienie sygnału spowodowane refrakcją troposferyczną;

∆t_u - błąd zegara odbiornika w stosunku do czasu GPS;

∆t_si - błąd zegara satelity S_i w stosunku do czasu GPS;

c ∙ ζ - błąd pomiaru odległości wywołany szumami odbiornika, efektem

wielodrodowości, itp

Jeżeli przyjmie się, że dodatkowy błąd pomiaru pseudoodległości wynikający z błędu efemeryd wynosi ∆ε_si , to na podstawie zależności (5) i (6) poprawkę PRC_i można przedstawić

w postaci:

PRC_i = c ∙ [∆t_si - (∆t_a + ∆t_u + ζ)] ₊ ∆ε_si (2.4)

gdzie: ∆t_a = ∆t_t + ∆t_j - dodatkowe opóźnienie czasu przelotu fali wywołane refrakcją

jonosferyczną i troposferyczną.

Z przeprowadzonych badań wynika, że wartości PRC_i wykazują dużą korelacje przestrzenną, tzn., że wielkość PRC_i jest względnie stała na znacznym obszarze, do odległości ponad 500 Mm od stacji referencyjnej_. Zjawisko to można wykorzystać do poprawiania zmierzonych w odbiornikach GPS pseudoodległości. Poprawki PRC_i określone w stacji odniesienia dla poszczególnych satelitów S_i , transmitowane są za pomocą łączy radiowych do odbiornika poprawek (4) - Rys.2.1. Odbiornik DGPS składa się z odbiornika GPS (3) i odbiornika poprawek (4). Uzyskuje się w ten sposób możliwość wyeliminowania, lub znacznego ograniczenia wpływu wielu źródeł błędów na dokładność określania pozycji. W tabeli 4 przedstawiono możliwości redukcji błędów w systemie DGPS w stosunku do GPS.

Tabela 4. Wykaz czynników wpływających na dokładność systemu GPS i DGPS

Źródło błędów	GPS	DGPS
Segment kosmiczny
Błąd zegara satelity	0-15 m	0 m
Błąd efemeryd	0-40 m	0 m
Błąd orbity	0-5 m	0 m
Segment użytkownika
Błąd refrakcji jonosferycznej	12 m	1.0 m
Błąd refrakcji troposferycznej	3 m	0,5 m
Błąd wielodrogowości	2 m	2,0 m
Szumy odbiornika	2 m	2.8 m

Źródło : [1]

Poprawki PRC_i obliczone w stacji referencyjnej wykazują znaczną zmienność w czasie. Poprawka PRC_i określona w czasie t_o używana jest do korekcji pozycji w odbiorniku DGPS z pewnym opóźnieniem. W celu zminimalizowania błędów wynikających ze zmienności poprawek PRC_i w czasie, w stacji referencyjnej określa się dodatkowo szybkość zmian poprawki RRC_i ( Rate of PseudoRange Correction ).

RRC_i(t) =
(2.5)

W takiej sytuacji wartość poprawki PRC w odbiorniku użytkownika w chwili t wynosi:

PRC_i(t) = PRC_i(t_o) + RRC_i(t_o)∙( t - t_o ) (2.6)

gdzie: PRC_i(t_o) - poprawka pseudoodległości określona w czasie t_o.

Na rys.2.2 Przedstawiono wpływ wieku poprawki PRC_i na dokładność określania

pozycji w systemie DGPS.

Rys.2.2. Wpływ wieku poprawki w systemie DGPS na dokładność określania

pozycji [4]

Dla prawidłowego działania systemu DGPS istotne znaczenie mają:

1. Jakość łącza radiowego stosowanego do transmisji poprawek

2. Format transmisji danych.

2.2 Format transmisji danych

W celu unifikacji urządzeń DGPS opracowano na użytek tego systemu protokół transmisji danych RTCM SC-104. Protokół RTCM SC-104 zdefiniowany został przez Radio Technical Commision For Marine Services i jest w chwili obecnej powszechnie stosowany w większości rozwiązań DGPS. Format RTCM SC-104 zawiera 63 typy wiadomości przedstawione w tabeli 5.

Tabela 5. Typy wiadomości w formacie RTCM S.C.-104 v.2

Typ komuni-katu	Status	Zawartość komunikatu
1	Ustalona	Poprawki różnicowe DGPS
2	Ustalona	Poprawki delta-różnicowe DGPS
3	Ustalona	Parametry stacji referencyjnej
4	Wycofana	Geodezyjna
5	Ustalona	Status konstelacji
6	Ustalona	Ramka zerowa
7	Ustalona	Almanachy latarni morskich
8	Próbna	Almanachy pseudosatelitów
9	Ustalona	Poprawki różnicowe dla indywidualnych satelitów
10	Rezerwowa	Poprawki różnicowe kodu P
11	Rezerwowa	Delta poprawki kodu C/A L1 i L2
12	Rezerwowa	Parametry pseudosatelitów
13	Próbna	Parametry przekaźników naziemnych
14	Rezerwowa	Depesza pomocnicza geodezyjna
15	Rezerwowa	Depesza jonosferyczna (troposferyczna)
16	Ustalona	Depesza specjalna
17	Próbna	Almanach efemeryd
18	Próbna	Nieskorygowane pomiary fazy nośnej
19	Próbna	Nieskorygowane pomiary pseudoodległości
20	Próbna	Poprawki fazy nośnej RTK
21	Próbna	Poprawki pseudoodległości RTK
22-58	Niezdefiniowane
59	Próbna	Depesza prywatna
60-63	Rezerwowe

Źródło : [3, 14, 29]

Wersja 2.0 formatu RTCM SC 104 pozwala przesłać 63 informacje, z których 1/3 jest określona. Informacje te złożone są ze zmiennej liczby 30 bitowych słów, z których każde zawiera 6 bitów sprawdzających. 2/3 spośród 63 informacji nie jest zdefiniowana, ale zostały dołączone do formatu RTCM, z myślą o modernizacji systemu DGPS i jego dalszym rozwoju. Zdefiniowane do tej pory rodzaje komunikatów formatu RTCM SC 104 omówiono poniżej.

Typ 1 - Poprawki różnicowej GPS

Jest podstawowym typem wiadomości. Zawarty jest w niej poprawka różnicowa i pochodna pseudoodległości. Każda poprawka zawiera parametr IOD (Issue of Data), określający moment na który wyznaczono efemerydę i parametry zegara satelity, na podstawie których z kolei wyznaczona jest poprawka dla tego satelity. Odbiornik ruchomy może stosować poprawkę tylko do pseudoodległości o tym samym IOD. Na rys.2.3 przedstawiono informacje transmitowane w wiadomości typ 1. [3]

Rys.2.3. Informacje transmitowane w wiadomości typ 1. [3]

Typ 2 - Poprawki delta-różnicowe

Poprawki te przeznaczone są dla odbiorników które nie dekodują nowych efemeryd zaraz po otrzymaniu (odebraniu). Stacja referencyjna dekoduje efemerydy natychmiast, mogą więc zdarzyć się sytuacje, gdy IOD danych przez nią użytych i IOD danych używanych przez odbiornik ruchomy różnią się. Rozwiązanie różnicowe będzie wtedy obarczone dodatkowym błędem wynikającym z różnicy użytych danych.

Wiadomość tego typu ma sens tylko wtedy, gdy transmitowana jest wraz z wiadomością typu 1. Odbiornik ruchomy oblicza poprawkę do pseudoodległości jako sumę poprawki transmitowanej w wiadomości typu 1 i poprawki delta-różnicowej z typu 2.

Typ 3 - Parametry stacji referencyjnej

Wiadomość ta zawiera współrzędne ECEF anteny stacji referencyjnej z dokładnością decymetrową. Współrzędne podane są w układzie WGS-84. Na rys.2.4 przedstawiono informacje transmitowane w wiadomości typ 3. [3]

Rys.2.4. Informacje transmitowane w wiadomości typ 3. [3]

Zamiana współrzędnych z ECEF na φ, λ i h odbywa się wg formuły:

(2.7)

gdzie :

a = 6378137 m , b =6356752.3142 m.

Typ 4 - Parametry geodezyjne

Wiadomość ta przeznaczona była dla pomiarów geodezyjnych z użyciem zintegrowanych pomiarów nośnej. Obecnie została ona wycofana i w przyszłej wersji standardu wykorzystana może być do zupełnie innych celów. Jej rolę przejęły wiadomości 18 i 21.

Typ 5 - Status konstelacji

Wiadomość ta zawiera dane o bieżącym statusie i poprawności działania poszczególnych satelitów. Składają się na nie miedzy innymi informacje dla każdego z satelitów typu „zdrowy/niezdrowy” (health/unhealth) - takie jak transmitowane w depeszy nawigacyjnej, obserwowany przez stację referencyjną stosunek sygnał/szum dla danego satelity, zezwolenie na użycie do nawigacji w trybie różnicowym danego satelity choć transmituje on informację „niezdrowy”, ostrzeżenie o przewidywanej utracie "zdrowia" przez satelitę. Dane z wiadomości typ 5 umożliwiają odbiornikowi użytkownika optymalny dobór satelitów.

Typ 6 - Ramka zerowa

Wiadomość ta nie zawiera żadnych parametrów. Może ona zostać użyta do wypełnienia transmisji, transmitowana w czasie, gdy inne wiadomości nie są jeszcze gotowe, lub używana do utrzymania synchronizacji przez odbiorniki ruchome. Pole danych tej wiadomości wypełnione jest sekwencją zer i jedynek.

Typ 7 - Almanach latarń morskich

Wiadomość ta zawiera almanach latarni morskich wyposażonych w stacje różnicowe DGPS. Almanach zawiera dane o: położeniu latarni, częstotliwości, zasięgu (w km ), typie modulacji (MSK/FSK), sposobie kodowania ( synchroniczny/niesynchroniczny) i zdrowiu. Informacje te wykorzystane mogą zostać przez odbiornik ruchomy do wyboru optymalnej stacji referencyjnej. Na rys.2.5 przedstawiono informacje transmitowane w wiadomości typ 7. [3]

Rys.2.5 Informacje transmitowane w wiadomości typ 7. [3]

Typ 8 - Almanach pseudosatelitów

Wiadomość ta jest istotna przy wykorzystaniu techniki pseudosatelitów. Zawiera ona: współrzędne pseudosatelity, przypisany mu kod Golda, czteroznakowy identyfikator srtacji, informację o zdrowiu. Cel jej transmisji jest identyczny jak w przypadku wiadomości typu 7.

Typ 9 - Poprawki różnicowe dla podzbioru satelitów

Wiadomość ta zawiera takie same poprawki jak wiadomość typu 1. Nie zawiera ona jednak poprawek dla wszystkich satelitów lecz określonego podzbioru. Przeznaczona jest ona dla użytkowników łączy radiowych charakteryzujących się małymi prędkościami transmisji w obecności skokowo pojawiających się zakłóceń. Odbiornik może zastosować poprawki nie czekając, aż skompletowana zostanie cała wiadomość typu 1. Ponadto, nagły wzrost zakłóceń zaburzy odbiór poprawek tylko dla pewnego podzbioru satelitów, a nie dla wszystkich, jak by to miało miejsce w przypadku wiadomości typu 1. Wiadomość tego typu stosowana może być też wraz z wiadomością typu 1 dla zwiększenia częstotliwości przesyłania poprawek satelitów o wyjątkowo dużej prędkości zmian pseudoodległości.

Stosowanie wiadomości typ 9 eliminuje konieczność posiadania w odbiorniku zegara o dużej stabilności, ponieważ używane poprawki mają różny czas odniesienia. Wiadomości typu 9 przesyłane są w dwojaki sposób: jako wiadomości typu 9-1 lub typu 9-3. Wiadomości typu 9-1 stosowane są dla szybkości transmisji 50 bps. W tym przypadku poprawki pseudodległości transmitowane są osobno dla każdego satelity. Wiadomości typu 9-3 wykorzystywane są w systemach różnicowych pracujących z szybkością transmisji 100 lub 200 bps. Zastosowanie szybkości transmisji 200 bps zapewnia najmniejsze opóźnienie w transmisji poprawki do odbiornika DGPS, a zatem użyte do obliczenia pozycji pseudodłości poprawiane są poprawkami o dużej wiarygodności. Dokładność (adekwatność) poprawek PRC zależy od czasu jaki upłynął od momentu ich określenia do momentu użycia w odbiorniku DGPS ( zależność - 8). Stacja referencyjna ze względów dokładnościowych transmituje poprawki dla satelitów, których kąt elewacji jest większy od 7,5º. Przyjęto, że maksymalna ilość poprawek jaka może być transmitowana w wiadomości typu 9-3 wynosi 9, tzn. dla maksymalnie dziewięciu satelitów transmitowane są poprawki PRC i ich szybkości zmian w czasie RRC.[3] Jeżeli stacja referancyjna widzi więcej niż 9 satelitów to wybiera satelity z większym kątem elewacji. W komunikacie typu 9-3 poprawki poszczególnych satelitów grupowane są po trzy i transmitowane w kolejnych depeszach. Kryterium grupowania informacji jest współczynnik UDRE. Na rys.2.6 przedstawiono informacje transmitowane w wiadomości typ 9-3. [3]

Rys.2.6 Informacje transmitowane w wiadomości typ 9-3. [3]

Tab5. Parametry transmisji poprawek PRC w zależności od typu informacji.

Metoda transmisji	Typ informacji	Szybkość transmisji danych	Szybkość transmisji informacji
1	Typ 9-3	200 bps	200 bps
2	Typ 9-3	100 bps	100 bps
3^*	Typ 9-1	50 bps	50 bps

Źródło : [3]

Uwaga: ^* - zarezerwowane dla transmisji z wyłączonym S.A.

bps - bity na sekundę ( szybkość transmisji )

W tabeli 5 przedstawiono szybkości przesyłania informacji w zależności od zastosowanej metody transmisji wiadomości typ 9.

Typ 10 - Poprawki różnicowe dla kodu P
Wiadomość ta zawierać ma poprawki różnicowe otrzymane dla pomiarów kodu P na częstotliwościach L1 i L2. Jej zawartość w obecnej wersji standardu nie jest ustalona.

Typ 11- Poprawki różnicowe dla kodu C/A L2
Wiadomość ta zarezerwowana jest dla poprawek różnicowych do pomiarów kodu C/A na częstotliwości L2, w wypadku gdyby przyszłe satelity taki kod transmitowały. Jej format podobny będzie do formatu wiadomości typu 1.

Typ 12 - Parametry stacji pseudosatelitów
Wiadomość ta zawierać ma offset zegara stacji pseudosatelitów oraz współrzędne środka fazowego jej anteny nadawczej. Format informacji w obecnej wersji standardu nie jest ustalony.

Typ 13 - Parametry przekaźnika naziemnego

Wiadomość ta zawiera położenie i szacunkowy zasięg naziemnego przekaźnika poprawek. Zawiera ona też informację o statusie przekaźnika, jeśli jest on równy jeden należy oczekiwać transmisji wiadomości typu 16 zawierającej dalsze szczegóły (np. planowane wyłączenie przekaźnika ).

Typ 14 - Dodatkowe informacje geodezyjne

Zawartość i format pozostają do ustalenia.

Typ 15 - Wiadomość jonosferyczna ( troposferyczna )

Format tej wiadomości nie został jeszcze ustalony. Zawierać ona będzie parametry modelu jonosfery, być może te same co podane w ICD-GPS-200 lecz oparte na bardziej aktualnych danych. Parametry troposfery obejmować będą: temperaturę, ciśnienie i wilgotność.

Typ 16 - Wiadomość specjalna

Wiadomość ta zawiera dowolny tekst w ośmiobitowym kodzie ASCII, mogą to być np. informacje o pracy systemu DGPS, takie jak status, ostrzeżenia o chwilowych wyłączeniach itp. Informacje transmitowane w depeszy typ 16 mogą być wyświetlane bezpośrednio na ekranie odbiornika lub wydrukowane.

Typ 17 - Almanach efemeryd

Wiadomość 17 zawiera efemerydy satelitów. Nadawana jest na wypadek gdyby IODC ( Issue of Data, Clock ) nie odpowiadał IODE ( Issue of Data, Ephemeris ). W takiej sytuacji stacja referencyjna obliczać będzie poprawki na podstawie starych efemeryd. Transmitowane efemerydy umożliwią szybkie skorzystanie z poprawek odbiornikowi zaczynającemu pracę w systemie.

Typy 18 - 21 - Wiadomości RTK

Wiadomości 18 - 21 zawierają informacje przeznaczone przede wszystkim dla dokładnych pomiarów geodezyjnych. Typ 18 zawiera nieskorygowane pomiary fazy nośnej, natomiast, typ 19 zawiera nieskorygowane pomiary pseudoodległości. Wiadomości typu 20 i 21 zawierają odpowiednio: poprawki do fazy nośnej i poprawki do pseudoodległości. Wiadomość 21 jest podobna do wiadomości 1, lecz zawiera dodatkowe informacje o jakości danych.

Typy 22 - 58 - Niezdefiniowane

Wiadomości 22 do 58 są obecnie niezdefiniowane.

Typ 59 - Wiadomość prywatna

Wiadomość 59 zarezerwowana jest dla operatorów stacji referencyjnych, którzy chcieliby przekazywać swym użytkownikom specjalne wiadomości.

Typy 60 - 63 - Zarezerwowane

Wiadomości 60 - 63 zarezerwowane są dla celów testowania nowych typów wiadomości.

Protokół transmisji danych RTCM SC-104 jest powszechnie stosowany w różnych rozwiązaniach systemu DGPS. Niektóre z firm wykorzystywały własne protokoły transmisji ( np. Sercel ), jednak dotyczyło to przypadków, gdy istniała potrzeba stosowania dużych szybkości transmisji danych. W systemie DGPS bezpośredni wpływ na dokładność określania pozycji ma wiek wykorzystywanych poprawek. Na rys.12 przedstawiono wpływ na dokładność pozycjonowania w DGPS opóźnienia, pomiędzy momentami określenia poprawek i ich wykorzystania. Na opóźnienie to istotny wpływ ma charakterystyka łącza radiowego. Idealne łącze radiowe powinno przekazywać dane możliwie szybko i bez zniekształceń. Prędkość transmisji danych zależy od przepustowości łącza radiowego. Duża przepustowość łącza zapewnia krótki czas transmisji poprawek, a tym samym większą dokładność systemu. Przepustowość łącza radiowego definiuje się jako ilość bitów możliwych do przesłania w czasie 1 sekundy. Przesyłana informacja jest kodowana. W przypadku transmisji znaków alfanumerycznych stosuje się kod 10 - bitowy, 8 bitów definiujących znak alfanumeryczny plus bity startu i stopu. Jeżeli znana jest przepustowość łącza radiowego określona w bodach ( bps ) oraz ilość słów w pakiecie informacji to czas potrzebny na przesłanie tego pakietu może być określony na podstawie zależności:

T_p = 10∙N∙B^-1 (2.8)

Gdzie: T_p - czas transmisji pakietu infornmacji;

N - ilość słów w pakiecie;

B - przepustowość łącza radiowego w bodach.

Na podstawie znajomości protokołu transmisji danych RTCM SC-104 można obliczyć czas potrzebny do przesłania poprawek różnicowych w zależności od liczby satelitów. W tabeli 6 przedstawiono czas niezbędny do przesłania poprawek różnicowych w funkcji ilości satelitów i przepustowości łącza radiowego.

Tab 6. Czas transmisji poprawek różnicowych w zależności od szybkości transmisji

i liczby satelitów.

Liczba satelitów	6	7	8	9
Długość informacji [b]	360	420	480	510
Czas transmisji dla 50 bps [s]	7.2	8.4	9.6	10.2
Czas transmisji dla 100 bps [s]	3.6	4.2	4.8	5.1
Czas transmisji dla 200 bps [s]	1.8	2.1	2.4	2.55

Źródło [13]

Idealne łącze telekomunikacyjne powinno charakteryzować się:

1. Dużą szybkością transmisji poprawek;

2. Dużym zasięgiem transmisji;

3. Niezawodnością działania i odpornością na zakłócenia;

4. Możliwie niskimi kosztami eksploatacji.

Dobór częstotliwości na której transmitowane są poprawki jest kompromisem uwzględniającym w/w uwarunkowania oraz realia wynikające z dotychczasowego wykorzystania widma fal radiowych . Dla zapewnienia dużej szybkości transmisji poprawek optymalne jest wykorzystanie częstotliwości z pasma VHF ( 30 - 300 MHz ) lub UHF ( 300 - 3000 MHz). Pasma te umożliwiają stosownie dużych szybkości transmisji, charakteryzują się ponadto odpornością na zakłócenia. Wadą obu zakresów jest mały, praktycznie horyzontalny zasięg ograniczający obszar działania systemu. Transmisje poprawek w paśmie VHF i UHF są chętnie stosowane w rozwiązaniach lokalnych, używanych dla zabezpieczenia prac pogłębiarskich, hydrograficznych, nurkowych itp. Znanych jest wiele rozwiązań systemów DGPS w których do transmisji poprawek wykorzystywane jest pasmo VHF i UHF. W Polsce takie systemy zbudowane zostały na potrzeby Dragmoru ze Szczecina, Przedsiębiorstwa Robót Czerpalnych i Podwodnych z Gdańska oraz Petrobałtyku zajmującego się poszukiwaniem oraz eksploatacją złóż ropy i gazu na Bałtyku . Były to rozwiązania bazujące na komponentach firm: TRIMBLE ( USA), RACAL ( Wielka Brytania ) i LEICA (USA).

Pasmo UHF stosowane może być w do transmisji poprawek drogą satelitarną. W takim przypadku zasięg systemu jest praktycznie nieograniczony, limitowany tylko obszarem adekwatności poprawek. Dokładność określania pozycji w systemie DGPS zależy od odległości pomiędzy stacją referencyjną, a odbiornikiem użytkownika. Z przeprowadzonych badań wynika, że nawet w odległości 2000 Mm od stacji referencyjnej uzyskuje się ponad trzykrotną poprawę dokładności określania pozycji w stosunku do systemu GPS. W tabeli 7 przedstawiono wartości błędu w systemie DGPS w funkcji odległości od stacji referencyjnej.

Tab 7. Wartość błędu w systemie DGPS w funkcji odległości od stacji referencyjnej.

GPS Wartość błędu	100 Mm	500 Mm	1000 Mm	2000 Mm
300 (ft)	30 (ft)	52 (ft)	66 (ft)	86 (ft)

Źródło : [21]

Obecnie na świecie działa jest co najmniej kilka systemów wykorzystujących łącza satelitarne do transmisji poprawek w systemie DGPS. Prekursorami takich zastosowań były firmy RACAL, TRIMBLE, FUGRO i SYLEDIS. Do transmisji poprawek wykorzystywane są zwykle geostacjonarne satelity telekomunikacyjne pracujące w paśmie L ( 1,0- 2,0 GHz ).

Zastosowanie łączy satelitarnych związane było początkowo z wysokimi kosztami urządzeń nadawczych, odbiorczych jak i eksploatacyjnymi ( duże koszty połączeń ). Wraz z postępem technologicznym rozwiązania wykorzystujące do transmisji poprawek łącza satelitarne stają się dominujące ( systemy komercyjne: LANDSTAR, SEASTAR, ogólnodostępne: WAAS, MSAS, SBAS, EGNOS ).

Alternatywą dla wykorzystania łączy satelitarnych w celu osiągnięcia dużych zasięgów transmisji było zastosowanie fal pośrednich. Istniało kilka systemów działających w paśmie 1,6 - 4,0 MHz. Rozwiązania takie stosowały firmy SERCEL i RACAL. Zapewniały one zasięgi od 300 Mm w dzień do ponad 1000 Mm w nocy. Systemy te wrażliwe były na zakłócenia atmosferyczne i interferencyjne. W momencie pojawienia się tanich łączy sateli-tarnych systemy wykorzystujące łącza pośredniofalowe przestały być stosowane.

W 1985 roku w trakcie prac nad ustaleniem protokołu transmisji danych w systemach różnicowych w USA, Radio Technical Commision for Maritime Service (RTCM) opracował raport dotyczący zalecanych pasm telekomunikacyjnych dla przesyłania depesz. Jednym z zaleceń było wykorzystanie pasma pracy radiolatarń morskich 283,5-325,0 kHz. W 1986 roku przeprowadzono w oparciu o sygnały radiolatarni systemu Consol (319,0 kHz) badania nad celowością wykorzystania pasma radiolatarń morskich w systemie DGPS. Badania te w pełni potwierdziły przydatność radiolatarń morskich do transmisji poprawek z protokołem RTCM. Pierwsza stacja referencyjna DGPS pracująca w paśmie radiolatarń morskich rozpoczęła prace 15 sierpnia 1990 roku na wyspie Long Island ( USA ). Praktycznie była to pierwsza w świecie stacja systemu DGPS publicznego dostępu. Równolegle prowadzone były prace przez firmę Magnavox w Skandynawii na zlecenie Swedish Maritime Administration (SMA) i Finnish Board of Navigation (FBN). W oparciu o prace prowadzone w USA i Skandynawii International Association of Marine Aids to Navigation Lighthouse Authorities (IALA) ustaliła wymagania dla systemów DGPS pracującego w oparciu o radiolatarnie morskie. Zaletą zaproponowanego rozwiązania jest częściowe wykorzystanie infrastruktury istniejących radiolatarń morskich i większy niż w przypadku zastosowania pasma VHF zasięg. Wadą mała szybkość transmisji i wrażliwość zakresu 283,5-325,0 kHz na zakłócenia atmosferyczne. O atrakcyjności przyjętego rozwiązania może świadczyć fakt, że w chwili obecnej na świecie pracuje 425 stacji referencyjnych [26]

1. Sygnały radiolatarń morskich.

Typowy rozwiązanie stacji DGPS wykorzystującej do nadawania poprawek radiolatarnie morskie przedstawione jest na rys. 2.7.

Rys. 2.7. Schemat stacji DGPS wykorzystującej radiolatarnie morskie.[26]

Stacja nadająca poprawki DGPS składa się ze stacji odniesienia i stacji monitorującej. Stacja odniesienia zlokalizowana jest zwykle w pobliżu nadajnika radiolatarni. Zawiera dwa wysokiej klasy odbiorniki GPS z niezależnymi antenami, dwa modulatory MSK i dwa nadajniki. Wielokanałowe odbiorniki GPS śledzą wszystkie widoczne satelity, obliczają poprawki pseudoodległości które są nadawane przez radiolatarnię. Dwa niezależne tory pomiarowe gwarantują dużą niezawodność pracy. Normalnie wykorzystywany jest jeden z nadajników, drugi stanowi gorącą rezerwę. Pracą stacji zarządza odpowiednio oprogramowany komputer który odbiera i przetwarza dane ze stacji monitorującej, obsługuje łączność ze stacją centralną ( jeżeli występuje w systemie ), przełącza tory nadawcze.

Ważną funkcję spełnia stacja monitorująca. Składa się ona z odbiornika GPS, odbiornika poprawek wysyłanych przez własna stację i komputera. Zadaniem stacji monitorującej jest kontrola jakości wysyłanych poprawek, w celu informowania użytkowników systemu o ewentualnych odstępstwach od normalnej pracy. W tym celu określane są średnie odchylenia i wielkość błędu pozycji. W przypadku przekroczenia wartości granicznych generowane jest ostrzeżenie, które jest następnie nadawane przez nadajnik w komunikacie typ 16 RTCM. Stacja monitorująca dokonuje ponadto pomiaru stosunku sygnał/szum (S/N) i poziomu sygnału (SS). W przypadku stwierdzenia nieprawidłowej pracy stacji komputer stacji odniesienia dokonuje przełączenia torów pomiarowych.

Zwykle obok stacji monitorującej zlokalizowanej w pobliżu stacji odniesienia stosuje się monitor zdalny, zlokalizowany na granicach zasięgu. Rola monitora zdalnego jest identyczna jak monitora kontrolnego. Komunikacja pomiędzy monitorem zdalnym a stacją odniesienia realizowana jest za pomocą linii telefonicznej lub radiolinii.

W celu zapewnienia właściwego nadzoru nad pracą poszczególnych stacji DGPS ustala się centra kontrolno-pomiarowe, które mogą zarządzać pracą kilku stacji referencyjnych DGPS.

Rola centrum kontrolnego polega na:

• kontroli ciągłości i jakości emisji poprawek na danym obszarze poprzez informacje o każdej radiolatarni w sieci,

• ocenie i sygnalizacji stanów sieci teleinformatycznej,

• zdalnym nadzorze pracy nadajników i sprzętu GPS stacji referencyjnych,

• zdalnym przeprogramowaniu komputerów stacji referencyjnych i monitorujących,

• rejestracji zdarzeń, raportów, poprowadzenie zbiorczej statystyki i baz danych,

• generowaniu ostrzeżeń i alarmów dla akwenów nawigacji, powiadomienie o nich centrów nawigacyjnych,

• ocenie stref dokładności emitowanych poprawek.

Stacje referencyjne budowane są w większości przypadków w oparciu o rozwiązania dwóch firm : TRIMBLE i LEICA. Polskie stacje referencyjne wyposażone są w komponenty dostarczone przez firmę LEICA.

W skład stacji DGPS w Dziwnowie wchodzą:

- odbiornik referencyjny MX 9119 szt.2

- modulator MSK MX 50M szt.2

- nadajnik AMPLIDAN typ 015771 szt.2

- układ dopasowania anteny AMPLIDAN typ 5165 szt.1

- odbiornik poprawek różnicowych MX 51R szt.1

- odbiornik GPS MX 9212 szt.1

- antena nadajnika STA 150 NDB szt.1

- komputer PC z oprogramowaniem CDU 406 szt.1

- modem szt.1

Zasięg stacji jest funkcją wielu czynników: mocy stacji, użytej częstotliwości, sposobu modulacji sygnałów, poziomu zakłóceń atmosferycznych, parametrów powierzchniowych warstw gruntu nad którym rozprzestrzenia się fala elektromagnetyczna itp.

IALA i ITU (International Telecomunication Union) zarezerwowały częstotliwości 283,5-315,0 kHz dla pracy w regionie pierwszym i 285,0-325,0 kHz dla pracy w regionie drugim i trzecim. Przyjęto, że sygnały będą nadawane z modulacją MSK (binarne zero uzyskiwane jest przez opóźnienie fazy sygnału o 90°, zaś binarna jedynka przez przyspieszenie fazy o 90°), z zastosowaniem prędkości transmisji od 25-200 bps.

W początkowym okresie kiedy radiolatarnie wykorzystywane były do namierzania przez statki, transmisja poprawek odbywała się na częstotliwości podnośnej przesuniętej o 500 Hz w górę w stosunku do częstotliwości na której były nadawane sygnały do namierzania (Rys.2.8) . Standard taki obowiązywał na wodach europejskich.

Rys. 2.8. Widmo sygnału stacji referencyjnej DGPS w Europejskim Obszarze Morskim

przed wyłączeniem nadawania sygnałów do namierzania. [21]

Na częstotliwość f_o nadawane były sygnały z modulacja A1A do namierzania, zaś na podnośnej f = f_o + 500 Hz transmitowane były depesze RTCM z użyciem modulacji G1D. Szerokość pasma zajmowanego przez sygnał poprawek zależy od zastosowanej szybkości transmisji. Zewnętrzna krzywa na rys.2.7 dotyczy szybkości transmisji 200 bps , wewnętrzna 100 bps.

Obecnie, po zaprzestaniu nadawania przez radiolatarnie morskie sygnałów do namierzania transmisja poprawek odbywa się na częstotliwości nośnej. Widmo sygnału w funkcji częstotliwości dla takich przypadków przedstawione jest na rys. 2.9 i rys.2.10.

Rys. 2.8. Widmo sygnału stacji referencyjnej DGPS dla dwóch szybkości

transmisji poprawek 50 bps i 100 bps.[4]

Rys. 2.10. Widmo sygnału stacji referencyjnej DGPS dla dwóch szybkości

transmisji poprawek 100 bps i 200 bps.[4]

Jak można zauważyć na podstawie rys. 19 i 20 istnieje konflikt pomiędzy szybkością transmisji poprawek, a odpornością łącza telekomunikacyjnego na zakłócenia. W przypadku małej prędkości transmisji zajmowane przez sygnał pasmo jest mniejsze, zatem wpływ zakłóceń również mniejszy ( zakłócenia odbierane są w węższym paśmie). Zastosowanie dużej szybkości transmisji wymaga większej szerokości zajmowanego pasma, co może być powodem zakłócania sąsiednich kanałów. Problem ten może zostać rozwiązany przez zastosowanie w radiolatarniach sąsiadujących z sobą możliwie dużego odstępu częstotliwości.

Strefa działania stacji referencyjnej DGPS jest obszarem, w którym zapewniony jest odbiór transmisji telemetrycznej z wymaganą wiarygodnością.

Strefa działania ( zasięg systemu ) zależy od następujących czynników:

• poziomu zakłóceń atmosferycznych,

• natężenia fali radiowej,

• wymaganego stosunku sygnału do zakłóceń (S/N).

2.4 Poziom zakłóceń atmosferycznych

Przyczyną powstawania zakłóceń atmosferycznych są wyładowania elektryczne w czasie burz. Badania wykazały ze wyładowania atmosferyczne generują zakłócenia, których ekstremum przypada w paśmie od 4 do 50 kHz. Poziom zakłóceń wraz ze wzrostem częstotliwości maleje. Zakłócenia powstałe w wyniku wyładowań elektrycznych podzielić można na zakłócenia lokalne i zakłócenia dalekie. Zakłócenia lokalne powodują krótkotrwały wzrost poziomu pola elektrycznego często powyżej dopuszczalnego dla odbiornika maksimum. Ich wpływ jest chwilowy. Zakłócenia dalekie objawiają się w postaci ciągłego szumu występującego zawsze, którego poziom zależy od położenia geograficznego pory doby i roku. Poziom zakłóceń atmosferycznych w dowolnym miejscu może zostać określony na podstawie specjalnych raportów Międzynarodowej Unii Telekomunikacyjnej (ITU) lub Comitĕ Consultatif des Radiocommunication (CCIR) [2]

Na rysunku 2.11 przedstawiono poziom zakłóceń atmosferycznych w okresie letnim dla rejonu północnej Polski.

Rys 2.11. Poziom zakłóceń atmosferycznych nie przekraczający 95% czasu latem

godzinach 16-20 LMT, w paśmie 100 Hz dla częstotliwości 300 kHz. [21]

2.5 Natężenie fali radiowej

Natężenie pola elektrycznego fali przyziemnej zależy od mocy nadajnika radiolatarni, konduktywności podłoża nad którym rozchodzi się fala i odległości od radiolatarni. Dla idealnego podłoża poziom sygnału może być określony zależnością :

( 2.9 )

gdzie :

E- poziom natężenia pola elektrycznego w dBμ,

P- moc promieniowania w kW,

d- odległość od nadajnika w km.

W przypadku gdy fala rozprzestrzenia się nad rzeczywistym podłożem natężenie sygnału można obliczyć z zależności:

(2.10)

gdzie:

E₀- natężenie pola w μV/m,

P - moc promieniowania w kW,

d- odległość w km,

F- współczynnik tłumienia.

Współczynnik tłumienia F odzwierciedla straty energii fali w powierzchniowych warstwach Ziemi. Wartość współczynnika F w przypadku gruntu jednorodnego może być określona na podstawie zależności:

(2.11)

gdzie:

λ₀ - długość fali w próżni

σ - konduktywność powierzchniowych warstw ziemi w S/m

W tabeli 8 przedstawiono mające wpływ na propagację fali powierzchniowej parametry ziemi.

Tab 8. Konduktywność i przenikalność elektryczna różnych rodzajów powierzchni

Ziemi.

Rodzaj podłoża	Względna przenikalność elektryczna	Konduktywność [S/m]
Gleba żyzna wilgotna	20	10^-2 - 3∙10^-2
Gleba średnia wilgotna	10-20	3∙10^-3 -10^-2
Gleba uboga sucha	3-4	10^-4 - 3∙10^-3
Góry	-	7∙10^-4
Lasy	-	10^-3
Duże miasta	-	10^-3
Woda morska	80	4
Woda słodka	80	10^-3

Źródło :[2]

Wartość współczynnika F w przypadku gruntu niejednorodnego wyliczana jest na podstawie skomplikowanych zależności opisanych w [2].

Rozkład natężenia pola fali przyziemnej dla propagacji fali nad morzem przedstawiony jest na rys. 2.12. W przypadku propagacji fali nad lądem zasięgi są mniejsze [2]

Rys 2.12. Krzywa propagacji fali nad morzem dla f = 300 kHz [2]

1. Wymagany stosunek sygnału do zakłóceń

Prawdopodobieństwo błędu jednoelementowego BER ( Bit Error Ratio) w transmisji telemetrycznej zależy od stosunku sygnału do zakłóceń (S/N). Błędy występujące w transmisji danych powodują utratę depeszy RTCM S.C.-104, a tym samym spadek dokładności określania pozycji. Zgodnie z wymaganiami IALA dla prawidłowego działania systemu DGPS minimalna wartość stosunku sygnał/szum wynosi 7dB dla stopy błędu BER równej 10^-3 .

W odniesieniu do sygnału transmitowanego przez radiolatarnie morskie określa się zasięg nominalny i zasięg graniczny.

Zasięg nominalny definiowany jest jako odległość od radiolatarni, w której wartość natężenia pola elektrycznego wynosi 34dB (50μV/m). Zasięg graniczny wyznacza natężenie pola elektrycznego 26 dB (20μV/m).

Współczesne odbiorniki poprawek pracują poprawnie przy natężeniu pola 2,5 μV/m i wymaganym S/N ≥ 10 dB (GBX PRO firmy CSI ). Decydujące znaczenie dla zasięgu systemu ma stosunek sygnał/szum (S/N). I tak np. w trakcie pomiarów na terenie Szczecina występowały przerwy w odbiorze poprawek z radiolatarni Dziwnów, gdy w odległości dużo większej ( Bielinek ) występowała pełna dostępność sygnału z tej samej stacji. W tym przypadku zasadnicze znaczenie ma poziom zakłóceń przemysłowych, których źródłem są urządzenia elektryczne (silniki elektryczne, spawarki, linie elektryczne, generatory prądu itp.).

Na rys. 2.13 przedstawiono nominalne zasięgi radiolatarń Dziwnów i Rozewie przy założeniu, że efektywna moc promieniowana (ERP) wynosi 0,5 W.

Rys.2.13. Strefy działania stacji referencyjnych DGPS Rozewie i Dziwnów przy

założeniu, że efektywna moc promieniowana wynosi 0,5 W. [21]

Rozdział 3

Układ pomiarowy i metodyka prowadzenia badań

3.1. Układ pomiarowy

Badania dostępności sygnałów morskich stacji referencyjnych w rejonie dolnego biegu Odry prowadzono w oparciu o układ pomiarowy w skład którego wchodziły następujące urządzenia:

• odbiornik DGPS (typ MX 51R) MX 51R DGPS Beacon Receiver,

• odbiornik DGPS (typ MX 9212 DGPS) MX9212 DGPS,

• przenośny komputer klasy IBM PC,

• drukarka (typ Laser Jet 5L),

• przetwornica 12 VDC/ 220 VAC

Rys.3.1 Urządzenia wchodzące w skład systemu pomiarowego.

Głównym elementem układu pomiarowego był zestaw odbiorników DGPS firmy Leica: MX9212 (odbiornik DGPS) i MX 51R (odbiornik poprawek). Najważniejsze parametry w/w zestawu odbiorników przedstawione zostały w tabeli 9.

Tab 9. Parametry zestawu odbiorników DGPS MX 9212/MX51R

Ilość kanałów	12
Śledzenie	Ciągłe
Odbieranie częstotliwości	L1 i kod C/A
Aktualizacja pozycji	2 Hz
Pasmo częstotliwości (MX 51R)	283.5 do 325.0 kHz
Rozdzielczość strojenia	1 Hz
Minimalny poziom sygnału (MX51R)	5μV/m przy100 bps
Szybkość demodulacji MSK	25,50,100,200 bps
Dynamika	Większa od 100 dB
Czułość	-143 dB
Rodzaj anteny (MX 51R)	Pętlowa ,ferrytowa
Rodzaj anteny (MX 9212)	Paskowa

Odbiorniki DGPS firmy Leica: MX9212 (odbiornik DGPS) i MX 51R (odbiornik poprawek) stanowią podstawowe wyposażenie wielu stacji referencyjnych, w tym obu stacji polskich.

Układ pomiarowy przedstawiony na rys.3.1 zasilany był w trakcie pomiarów w terenie z akumulatora samochodowego, przy czym odbiorniki MX 9212 i MX51R zasilane były bezpośrednio z akumulatora, zaś komputer przez specjalną przetwornicę 12 VDC/220 VAC.

Ze względu na znaczny pobór prądu ( około 8 A ) większość pomiarów prowadzona była przy „chodzacym” silniku samochodowym. Początkowo istniały obawy, że instalacja elektryczna samochodu i pracująca przetwornica może zakłócić odbiór sygnałów ze stacji referencyjnej.

W celu ustalenia wpływu pracy silnika samochodu ( urządzeń elektrycznych samochodu ) i przetwornicy 12 VDC/220 VAC na odbiór poprawek przeprowadzono kilka parominutowych sesji pomiarowych z włączonym i wyłączonym silnikiem samochodu. Porównanie wyników pomiarów nie wykazało istotnych różnic. Na wszelki wypadek dla zapewnienia niezakłóconego odbioru poprawek antena MX51R umieszczana była w odległości kilkunastu metrów od układu pomiarowego. Układ pomiarowy na stanowisku badawczym przedstawiono na rys. 3.2.

Rys. 3.2 Układ pomiarowy na stanowisku badawczym.

Odbiorniki MX 9212 i MX 51R wykonane są w wersji „black box”. Ustawianie parametrów odbiorników realizowane jest z poziomu komputera PC za pomocą oprogramowania firmy Leica CDU 406. Wykonywanie i rejestracja pomiarów odbywa się dzięki programowi SYPO. Program SYPO przeznaczony jest do zbierania danych w trakcie prowadzenia prac hydrograficznych. SYPO umożliwia współpracę z następującymi urządzeniami :

• odbiornikiem DGPS (Leica MX 9212),

• żyrokompasem (gdy system posiada zewnętrzny interfejs do żyro),

• echosondą hydrograficzną DESO 20.

Z pośród wielu możliwości programu SYPO w trakcie pomiarów wykorzystano tylko te, które umożliwiły rejestrację :

- czasu pomiaru,

• szerokości geograficznej,

• długości geograficznej,

• wysokości nad elipsoidę odniesienia,

• współczynników geometrycznych HDOP i VDOP

• poziomu sygnału SS

- stosunku sygnał/szum SNR.

Rejestracja wyników pomiarów odbywała się z częstotliwością 1 Hz. Przed rozpoczęciem każdej sesji pomiarowej należało z poziomu programu CDU 406 zdefiniować wymagane ustawienia odbiornika poprawek MX 51R i odbiornika DGPS MX9212.

Ustawieniu podlegały takie dane jak:

• częstotliwość stacji referencyjnej,

• sposób jej wyboru ( ręczny / automatyczny),

• maksymalny wiek poprawek,

• sposób określania pozycji GPS 2D/3D,

• graniczny kat elewacji satelity,

• graniczna wartość współczynników geometrycznych.

Po ustawieniu sposobu i trybu pracy odbiorników MX9212 i MX 51R za pomocą programu SYPO definiuje się tzw. prace. Praca obejmuje jedną sesję pomiarową. W zależności od potrzeb, przed uruchomieniem rejestracji każdej pracy, ustala się parametry które mają być zapisywane. W trakcie wykonywanych obserwacji rejestrowano czas, pozycję ( szerokość, długość, wysokość ), współczynniki geometryczne VDOP i HDOP, poziom sygnału SS oraz stosunek sygnał/szum S/N. Zarejestrowane dany zostały następnie przeanalizowane za pomocą programów EXCEL i STATISTICA 6.2.

3.2 Obszar badań

W celu oceny dostępności sygnałów morskich stacji DGPS w dolnym biegu Odry postanowiono dokonać pomiarów w punktach geodezyjnych położonych w bezpośrednim sąsiedztwie rzeki. Uzyskano dane 31 potencjalnych punktów pomiarowych rozmieszczonych wzdłuż rzeki Odry pomiędzy miejscowością Kostrzyń ( 612 km rzeki Odry ) i Widuchowa ( 702 km rzeki Odry ). W tabeli 10 przedstawiono rozmieszczenie w/w punktów. Są to punkty osnowy III kl których pozycje określone zostały we współrzędnych UTM. Pierwsze trzy cyfry numeru punktu oznaczają kilometr rzeki Odry. Weryfikacja punktów pomiarowych przeprowadzona w terenie wykazała katastrofalny stan osnowy geodezyjnej opartej o punkty III klasy. Spośród 31 punktów udało się w praktyce jednoznacznie zidentyfikować 6.

W wielu miejscach punkty osnowy geodezyjnej zostały zniszczone, zasypane gruzem, zabetonowane, zaasfaltowane lub usunięte. Np. w miejscowości Krajnik Dolny z czterech punktów, których dane znajdują się w tabeli 10 nie zidentyfikowano żadnego. Trzy punkty są zaasfaltowane lub zabetonowane, czwarty pomimo dokładnych poszukiwań nie został odnaleziony (brak śladów). Stan jednego z punktów znajdującego się w miejscowości Szumiłowo przedstawiony jest na rys. 3.3.

Tab 10. Wykaz punktów geodezyjnych osnowy III kl branych pod uwagę przy

ustaleniu miejsca pomiarów.

Lp.	Numer punktu	Y	X	Szerokość	Długość
1	61207	475745.51 E	15824833.89 N	52° 34′ 22.855″ N	14° 38′ 31.589″ E
2	61402	475413.80 E	15825233.06 N	52° 34′ 35.720″ N	14° 38′ 13.862″ E
3	61403	475503.59 E	15825154.49 N	52° 34′ 33.192″ N	14° 38′ 18.653″ E
4	61404	475602.90 E	15825113.36 N	52° 34′ 31.877″ N	14° 38′ 23.939″ E
5	61405	475662.60 E	15825062.56 N	52° 34′ 30.242″ N	14° 38′ 27.124″ E
6	61406	475721.31 E	15824956.80 N	52° 34′ 26.829″ N	14° 38′ 30.271″ E
7	62009	471666.70 E	15830321.09 N	52° 37′ 19.729″ N	14° 34′ 53.235″ E
8	62010^*	471032.24 E	15830405.99 N	52° 37′ 22.356″ N	14° 34′ 19.468″ E
9	62236	468975.04 E	15831620.91 N	52° 38′ 01.265″ N	14° 32′ 29.657″ E
10	63008^*	463590.96 E	15835663.39 N	52° 40′ 10.886″ N	14° 27′ 41.663″ E
11	63813^*	458061.28 E	15842707.00 N	52° 43′ 57.390″ N	14° 22′ 44.059″ E
12	64008	458057.04 E	15842941.05 N	52° 44′ 04.963″ N	14° 22′ 43.725″ E
13	64436	454201.15 E	15846180.92 N	52° 45′ 48.682″ N	14° 19′ 16.527″ E
14	64437^*	454365.29 E	15846119.64 N	52° 45′ 46.749″ N	14° 19′ 25.314″ E
15	66001	441147.94 E	15854338.80 N	52° 50′ 08.114″ N	14° 07′ 34.902″ E
16	66044	441218.01 E	15854257.50 N	52° 50′ 05.511″N	14° 07′ 38.699″ E
17	67226^*	442541.89 E	15865935.38 N	52° 56′ 23.909″ N	14° 08′ 42.012″ E
18	67227	442553.63 E	15865798.23 N	52° 56′ 19.475″ N	14° 08′ 42.728″ E
19	68648	451443.97 E	15873878.16 N	53° 00′ 44.098″ N	14° 16′ 34.554″ E
20	68650	451697.76 E	15874054.01 N	53° 00′ 49.871″ N	14° 16′ 48.076″ E
21	68651	451862.81 E	15874161.45 N	53° 00′ 53.401″ N	14° 16′ 56.874″ E
22	69024	454066.78 E	15876381.81 N	53° 02′ 05.948″ N	14° 18′ 53.995″ E
23	69025	453897.02 E	15876237.37 N	53° 02′ 01.222″ N	14° 18′ 44.956″ E
24	69026	453891.28 E	15876121.54 N	53° 01′ 57.472″ N	14° 18′ 44.708″ E
25	69027	453774.47 E	15876044.29 N	53° 01′ 54.936″ N	14° 18′ 38.478″ E
26	69634^*	457709.02 E	15881738.17 N	53° 05′ 00.360″ N	14° 22′ 06.989″ E
27	69635	457643.93 E	15881514.07 N	53° 04′ 53.089″ N	14° 22′ 03.597″ E
28	70222	458837.16 E	15887182.83 N	53° 07′ 56.863″ N	14° 23′ 05.106″ E
29	70223	458832.50 E	15887134.65 N	53° 07′ 55.303″ N	14° 23′ 04.878″ E
30	70229	458805.75 E	15887011.98 N	53° 07′ 51.326″ N	14° 23′ 03.495″ E
31	70230	458782.59 E	15886881.73 N	53° 07′ 47.105″ N	14° 23′ 02.309″ E

Źródło [Opracowanie własne]

Uwaga: * oznaczono jednoznacznie zidentyfikowane punkty geodezyjne.

Ze względu na niemożliwość identyfikacji w terenie większości punktów wymienionych w tabeli 10, pomiary zdecydowałem wykonać się w punktach, które zostały zidentyfikowane i do których możliwy był dojazd samochodem. W pewnych sytuacjach wykorzystywałem punkty pomiarowe oznakowane w innej, nie ustalonej sieci geodezyjnej ( rys. 3.4 ).

Rys.3.3. Punkt osnowy geodezyjnej III klasy nr. 62010 w miejscowości Szumiłowo.

Rys. 3.4. Oznakowany punkt geodezyjny w miejscowości Porzecze zlokalizowany

w pobliżu punktu 63008.

Rys.3.5. Rozmieszczenie punktów w których dokonano pomiarów dostępności

sygnałów z morskich stacji DGPS.

W celu oceny dostępności sygnałów stacji DGPS w punktach przedstawionych na rys.3.5 dokonano pomiarów: poziomu sygnału SS, stosunku sygnał/szum S/N i współrzędnych pozycji (φ, λ, h ). Badania przeprowadzono w oparciu o sygnały stacji zlokalizowanych w rejonie południowego Bałtyku: Dziwnów, Hammerodde, Gross Mohrdorf (Wűstrow) i Hoburg. Wybór stacji dokonany został na podstawie wstępnych pomiarów przeprowadzonych przy użyciu odbiornika PRO XRS firmy TRIMBLE. Pomiary te wykazały, że rzeczywisty zasięgi stacji DGPS zbudowanych w oparciu o radiolatarnie morskie jest znacznie większy od zasięgu nominalnego podawanego w publikacjach.

W czasie rekonesansu ustalono, że odbiór sygnałów na poziomie powyżej wymaganego przez odbiornik PRO XRS minimum możliwy jest między innymi w rejonie:

1. rezerwatu ptaków w Słońsku nad Wartą ( odbierano sygnały poprawek ze stacji Dziwnów i Wűstrow),

2) miejscowości Kostrzyń (odbierano sygnał poprawek ze stacji Dziwnów ),

3) miejscowości Szumiłowo (odbierano sygnał poprawek ze stacji Dziwnów ),

4) miejscowości Kaleńsko (odbierano sygnał poprawek ze stacji Dziwnów i

Wűstrow ),

5) miejscowości Czelin (odbierano sygnał poprawek ze stacji Dziwnów i

Wűstrow ),

6) miejscowości Gozdowice (odbierano sygnał poprawek ze stacji Dziwnów,

Hammerodde, Hoburg i Wűstrow ),

7) miejscowości Bielinek (odbierano sygnał poprawek ze stacji Dziwnów,

Hammerodde, Hoburg i Wűstrow ),

8) miejscowości Krajnik Dolny (odbierano sygnał poprawek ze stacji Dziwnów,

Hammerodde, Hoburg i Wűstrow ),

9) miejscowości Ognica (odbierano sygnał poprawek ze stacji Dziwnów,

Hammerodde, Hoburg i Wűstrow ),

10) miejscowości Widuchowa (odbierano sygnał poprawek ze stacji Dziwnów,

Hammerodde, Hoburg i Wűstrow ).

Przeprowadzone pomiary wstępne wykazały, że praktycznie na całym odcinku dolnej Odry poniżej miejscowości Kostrzyń istnieje możliwość określania pozycji za pomocą systemu DGPS z wykorzystaniem poprawek nadawanych przez którąś z radiolatarń: Dziwnów, Hammerodde, Hoburg, Wűstrow. W tabeli 11 przedstawiono podstawowe dane stacji DGPS wykorzystywanych do pomiarów.

Tab 11. Dane morskich stacji DGPS, których sygnały są odbierane w dolnym biegu

Odry

Nazwa stacji	Gross Mohrdorf	Hoburg	Dziwnów	Hammerodde
Numer identyfikacyjny stacji referencyjnej	761	730		700,701
Numer identyfikacyjny stacji transmitującej	491	465	481	451
Pozycja	53^o22' N 12^o55'E	56^o55'N 18^o09'E	54^o01'N 14^o44'E	55^o01'N 14^o46'E
Zasięg nominalny w km	285	240	150	330
(μV/m)	50	50	50	50
Stacja Monitorująca	Tak	Tak	Tak	Tak
Typy nadawanych poprawek	3 6 7 9 16	3 6 9 16	1 2 3 7 16(9)	3 6 7 9 16
Częstotliwość w kHz	308.0	297,5	283,5	289,5
Prędkość transmisji bps	100	100	100	100

Źródło : [26]

Zasięgi stacji przedstawione w tabeli 11 dotyczą propagacji fali nad morzem.

W przypadku propagacji fali nad lądem zasięgi są mniejsze. Wynika to z faktu, że fale rozprzestrzeniają się nad stratnym podłożem. Z charakterystyk propagacyjnych przedstawionych w [2] spadek zasięgu można oszacować na 20 - 30 %. Ponadto w przypadku propagacji fali nad lądem należy oczekiwać zmniejszenia zasięgu na skutek zakłóceń radioelektrycznych generowanych przez przemysł.

W tabeli 12 przedstawiono odległości z punktów pomiarowych do stacji referencyjnych.

Tab 12. Odległości z punktów pomiarowych do stacji referencyjnych w km.

Numer punktu pomiarowego	Gross Mohrdorf ( Wűstrow)	Hoburg	Dziwnów	Hammerodde
62010	138,15	529,21	155,24	266,25
63008	129,08	527,59	150,75	261,56
63813	120,42	523,68	144,60	254,96
64437	115,43	522,28	141,92	252,10
67226	94,59	510,34	125,80	234,30
68648	98,87	498,83	115,38	224,80
69634	101,58	489,23	106,45	216,38
Glinki	112,74	440,65	57,52	168,35

Źródło [opracowanie własne]

Pomiary dostępności sygnałów zostały wykonane w okresie lato - jesień 2004 r. Dużym utrudnieniem w wykonaniu pomiarów były warunki meteorologiczne oraz dostępność do środka transportu ( samochodu ). Pomiary można było prowadzić tylko przy bezdeszczowej pogodzie. W kilku przypadkach ze względu na opady deszczu pomiary musiałem przerwać.

W tabeli 13 przedstawiono wykaz wykonanych sesji pomiarowych uporządkowanych według daty prowadzenia obserwacji. Wykonano 33 sesje pomiarowe. Wyniki pomiarów należy traktować jako wstępne, ponieważ prowadzone były w przedziałach czasu nie przekraczających z reguły 30 minut. Dla pełnej reprezentatywności pomiary powinny zostać wykonane w tym samym miejscu w różnych porach doby. Szczególnie w celu uwzględnienia działania fali jonosferycznej należałoby wykonać pomiary w porze nocnej. Pomimo wymienionych utrudnień część pomiarów została powtórzona w kilku okresach czasu.

Tabela 13. Wykaz sesji pomiarowych przeprowadzonych w celu określenia dostępności

sygnałów morskich stacji DGPS w dolnym biegu Odry.[ Opracowanie

własne]

Lp.	Miejsce pomiarów	Data pomiarów	Czas wykonania pomiarów	Stacja referencyjna	Pozycja geodezyjna
1	Glinki	02.06.2004	17:03 - 17:12	Dziwnów	TAK
2	Glinki	02.06.2004	17:42 - 18:01	Dziwnów	TAK
3	Glinki	02.06.2004	17:13 - 17:42	Dziwnów	TAK
4	Szumiłowo	04.06.2004	12:25 - 12:36	Dziwnów	TAK
5	Porzecze	04.06.2004	16:24 - 16:51	Dziwnów	NIE
6	Porzecze	04.06.2004	17:14 - 17:50	Dziwnów	NIE
7	Bielinek	04.06.2004	19:00 - 19:31	Dziwnów	TAK
8	Czelin	05.06.2004	06:18 - 06:27	Dziwnów	NIE
9	Czelin	05.06.2004	06:28 - 06:51	Dziwnów	NIE
10	Gozdowice	05.06.2004	10:17 - 10:27	Dziwnów	NIE
11	Gozdowice	05.06.2004	10:28 - 10:44	Dziwnów	NIE
12	Bielinek	05.06.2004	13:10 - 13:39	Dziwnów	TAK
13	Zatoń	05.06.2004	15:37 - 15:43	GPS	TAK
14	Ognica	05.06.2004	16:42 - 17:09	Dziwnów	TAK
15	Porzecze	06.06.2004	08:03 - 08:14	Dziwnów	NIE
16	Porzecze	06.06.2004	08:45 - 08:51	Hammerodde	NIE
17	Porzecze	06.06.2004	08:55 - 09:07	Hoburg	NIE
18	Porzecze	06.06.2004	15:00 - 15:06	Wűstrow	NIE
19	Porzecze	06.06.2004	18:56 - 19:12	Dziwnów	NIE
20	Porzecze	06.06.2004	19:14 - 19:31	Dziwnów	NIE
21	Porzecze	02.10.2004	17:57 - 18:27	GPS	NIE
22	Porzecze	02.10.2004	19:00 - 19:20	Dziwnów	NIE
23	Bielinek	03.10.2004	12:00 - 12:32	Dziwnów	TAK
24	Bielinek	03.10.2004	12:45 - 13:12	Wűstrow	TAK
25	Bielinek	03.10.2004	13:20 - 13:40	Hammerodde	TAK
26	Bielinek	03.10.2004	13:50 - 14:12	Hoburg	TAK
27	Bielinek	03.10.2004	15:00 - 15:13	GPS	TAK
28	Bielinek	03.10.2004	15:30 - 15:45	Dziwnów	TAK
29	Gozdowice	09.10.2004	15:00 - 15:11	Hammerodde	NIE
30	Gozdowice	09.10.2004	18:04 - 18:35	Dziwnów	NIE
31	Gozdowice	09.10.2004	18:45 - 18:59	Wűstrow	NIE
32	Gozdowice	09.10.2004	20:10 - 20:29	Dziwnów	NIE
33	Gozdowice	09.10.2004	21:30 - 21:45	Dziwnów	NIE

Źródło: [opracowanie własne]

Uwagi: GPS - oznacza pozycje tylko z systemu GPS,

TAK - oznacza, że pomiary zostały wykonane w punkcie geodezyjnym który został

zidentyfikowany,

NIE - oznacza, że pomiary zostały wykonane w pobliżu punktu geodezyjnego

( punkt geodezyjny nie został zidentyfikowany)

1. Metodyka analizy wyników badań

W celu oceny wyników przeprowadzonych badań dla wszystkich sesji pomiarowych wyliczono na podstawie zależności (3.1)- (3.8):

średni poziom sygnał/szum

(3.1)

średni poziom sygnału

(3.2)

średnią szerokość

(3.3)

średnią długość

(3.4)

odchylenie standardowe szerokości

(3.5)

odchylenie standardowe długości

(3.6)

promień koła błędów CEP ( p=0,5 )

(3.7)

promień koła błędów R ( p=0,95 )

(3.8)

Gdzie: σ_φm - odchylenie po szerokości wyrażone w metrach

σ_λm - odchylenie po szerokości wyrażone w metrach

Rozdział 4

Analiza wyników pomiarów

Na podstawie zależności od 3.1 do 3.8 obliczono dla poszczególnych sesji pomiarowych: średnią szerokość, średnią długość, średnią wysokość, średni poziom stosunku sygnał/szum, średni poziom sygnału SS_śr i promień koła błędów R dla p=0,95.

Tab 14. Wartości średnie: szerokości, długości i wysokości dla poszczególnych sesji

pomiarowych

Lp.	Miejsce pomiaru	Stacja referencyjna	Rodzaj pozycji	Średnia szerokość	Średnia długość	Średnia wysokość
1	Glinki	Dziwnów	DGPS 3D	53°30′16,57″	14°36′14,81″	126,109
2	Glinki	Dziwnów	DGPS 3D	53°30′16,57″	14°36′14,84″	126,437
3	Glinki	Dziwnów	DGPS 3D	53°30′16,58″	14°36′14,80″	125,906
4	Szumiłowo	Dziwnów	DGPS 3D	52°37′22,40″	14°34′19,46″	57,010
5	Porzecze	Dziwnów	DGPS 3D	52°40′10,93″	14°27′40,90″	46,782
6	Porzecze	Dziwnów	DGPS 3D	52°40′10,99″	14°27′40,94″	48,612
7	Bielinek	Dziwnów	DGPS 3D	52°56′26,44″	14° 08′42,87″	42,001
8	Czelin	Dziwnów	DGPS 3D	52°43′57,38″	14°22′43,98″	50,327
9	Czelin	Dziwnów	DGPS 3D	52°43′57,34″	14°22′44,01″	49,281
10	Gozdowice	Dziwnów	DGPS 3D	52°45′46,72″	14°19′25,26″	43,478
11	Gozdowice	Dziwnów	DGPS 3D	52°45′46,70″	14°19′25,25″	44,200
12	Bielinek	Dziwnów	DGPS 3D	52°56′23,91″	14°08′41,97″	41,686
13	Zatoń	Dziwnów	GPS 3D	53°00′43,95″	14°16′34,70″	46,174
14	Ognica	Dziwnów	DGPS 3D	53°05′00,29″	14°22′06,95″	40,667
15	Porzecze	Dziwnów	DGPS 3D	52°40′10,83″	14°27′41,60″	45,003
16	Porzecze	Hammerodde	DGPS 2D	52°40′10,84″	14°27′41,63″	45,003*
17	Porzecze	Hoburg	DGPS 2D	52°40′10,81″	14°27′41,61″	45,003*
18	Porzecze	Wustrow	DGPS 2D	52°40′10,84″	14°27′41,68″	45,003*
19	Porzecze	Dziwnów	DGPS 3D	52°40′10,97″	14°27′40,90″	49,252
20	Porzecze	Dziwnów	DGPS 3D	52°40′10,97″	14°27′40,91″	49,092
21	Porzecze	Dziwnów	GPS 3D	52°40′10,99″	14°27′40,93″	46,815
22	Porzecze	Dziwnów	DGPS 3D	52°40′10,95″	14°27′40,91″	46,212
23	Bielinek	Dziwnów	DGPS 3D	52°56′23,85″	14°08′41,95″	39,578
24	Bielinek	Wustrow	DGPS 2D	52°56′23,83″	14°08′41,94″	39,578*
25	Bielinek	Hammerodde	DGPS 2D	52°56′23,87″	14°08′42,00″	39,578*
26	Bielinek	Hoburg	DGPS 2D	52°56′23,84″	14°08′41,96″	39,578*
27	Bielinek	Dziwnów	GPS 3D	52°56′23,91″	14°08′42,11″	41,729
28	Bielinek	Dziwnów	DGPS 3D	52°56′24,07″	14°08′41,93″	48,409
29	Gozdowice	Hammerodde	DGPS 2D	52°45′46,34″	14°19′25,34″	44,200*
30	Gozdowice	Dziwnów	DGPS 3D	52°45′46,56″	14°19′25,28″	43,044
31	Gozdowice	Wustrow	DGPS 2D	52°45′46,48″	14°19′25,34″	43,044*
32	Gozdowice	Dziwnów	DGPS 3D	52°45′46,57″	14°19′25,35″	46,292
33	Gozdowice	Dziwnów	DGPS 3D	52°45′46,56″	14°19′25,26″	43,9703

Źródło : [Opracowanie własne]

Uwagi: * - dla pozycji DGPS 2D przyjęto średnią wysokość na podstawie poprzedzającego pomiaru pozycji

DGPS 3D.

W tabeli 14 przedstawiono wartości średnie szerokości, długości i wysokości, zaś w tabeli 15 średni poziom stosunku sygnał/szum, średni poziom sygnału i promień koła błędu R dla p=0,95.

Tab 15. Wartości średnie poziomu sygnału SS_śr , stosunku sygnał/szum SNR_śr

i promień koła błędów dla p = 0,95

Lp.	Miejsce pomiaru	Stacja referencyjna	R (p=0,95) ( m )	Średni poziom stosunku sygnał/szum	Średni poziom sygnału SSśr
1	Glinki	Dziwnów	0,512	15,33	34,94
2	Glinki	Dziwnów	0,712	15,08	37,01
3	Glinki	Dziwnów	0,685	14,52	36,78
4	Szumiłowo	Dziwnów	0,957	12,95	25,00
5	Porzecze	Dziwnów	1,334	13,78	26,90
6	Porzecze	Dziwnów	2,501	13,50	27,01
7	Bielinek	Dziwnów	3,107	7,33	20,04
8	Czelin	Dziwnów	1,021	13,83	26,00
9	Czelin	Dziwnów	2,021	13,96	26,00
10	Gozdowice	Dziwnów	0,586	13,20	25,00
11	Gozdowice	Dziwnów	0,585	13,04	25,00
12	Bielinek	Dziwnów	1,515	13,90	27,99
13	Zatoń	Dziwnów	10,280	-	-
14	Ognica	Dziwnów	2,641	14,17	31,00
15	Porzecze	Dziwnów	0,705	12,96	24,68
16	Porzecze	Hammerodde	0,433	10,30	21,98
17	Porzecze	Hoburg	0,542	10,06	21,00
18	Porzecze	Wustrow	0,681	8,45	34,68
19	Porzecze	Dziwnów	2,032	10,89	23,38
20	Porzecze	Dziwnów	2,034	10,49	23,56
21	Porzecze	Dziwnów	0,484	10,49	23,55
22	Porzecze	Dziwnów	0,484	10,47	22,00
23	Bielinek	Dziwnów	1,794	13,58	29,00
24	Bielinek	Wustrow	3,404	12,46	41,87
25	Bielinek	Hammerodde	1,401	12,72	25,00
26	Bielinek	Hoburg	2,413	10,01	22,00
27	Bielinek	Dziwnów	2,012	10,48	22,00
28	Bielinek	Dziwnów	2,674	13,91	28,96
29	Gozdowice	Hammerodde	6,661	9,57	24,64
30	Gozdowice	Dziwnów	0,862	12,64	24,76
31	Gozdowice	Wustrow	20,645	10,62	39,41
32	Gozdowice	Dziwnów	0,685	10,33	24,34
33	Gozdowice	Dziwnów	0,819	12,04	26,14

Źródło : [Opracowanie własne]

W celu graficznego zilustrowania wyników pomiarów dla wybranych sesji pomiarowych wykonano wykresy:

1. Rozrzutu pozycji w stosunku do pozycji średniej z zaznaczeniem elipsy obejmującej 95% wszystkich pozycji ;

2. Wykresy zmian szerokości w stosunku do szerokości średniej w funkcji czasu;

3. Wykresy zmian długości w stosunku do długości średniej w funkcji czasu;

4. Wykresy zmian wysokości w stosunku do wysokości średniej w funkcji czasu;

5. Wykresy poziomu sygnału SS w funkcji czasu;

6. Wykresy stosunku sygnał/szum SNR w funkcji czasu.

Pomiary zostały przeprowadzone w ośmiu punktach kontrolnych. W dwóch z nich w Porzeczu i Bielinku pomiary zostały wykonane wielokrotnie. Poniżej przedstawiono wyniki pomiarów wykonanych w miejscowościach Porzecze i Bielinek.

4.1 Punkt pomiarowy Porzecze

W celu zaprezentowania warunków odbioru w punkcie pomiarowym Porzecze sygnałów ze stacji referencyjnych Dziwnów, Hammerodde, Hoburg i Wüstrow, przedstawiono dla każdej z nich wyniki pomiarów w formie graficznej.

Rys. 4.1a. Wykres rozrzutu pozycji DGPS. Miejsce pomiarów Porzecze.

Data wykonania pomiarów 06.06.2004 r. Godz. 19¹⁴ - 19³⁰.

Rys. 4.1b. Wykres zmian szerokości i długości względem wartości średnich.

Miejsce pomiarów Porzecze. Data wykonania pomiarów 06.06.2004 r.

Godz. 19¹⁴ - 19³⁰

Rys. 4.1c. Wykres zmian wysokości względem wartości średniej w funkcji czasu.

Miejsce pomiarów Porzecze. Data wykonania pomiarów 06.06.2004 r.

Godz. 19¹⁴ - 19³⁰.

Rys. 4.1d. Wykres zmian poziomu sygnału SS w funkcji czasu. Miejsce pomiarów

Porzecze. Data wykonania pomiarów 06.06.2004 r. Godz. 19¹⁴ - 19³⁰.

Rys. 4.1e. Wykres zmian S/N w funkcji czasu. Miejsce pomiarów Porzecze.

Data wykonania pomiarów 06.06.2004 r. Godz. 19¹⁴ - 19³⁰

Rys. 4.2.a. Wykres rozrzutu pozycji DGPS. Miejsce pomiarów Porzecze.

Data wykonania pomiarów 06.06.2004 r. Godz. 08⁴⁵ - 08⁵¹.

Rys. 4.2b. Wykres zmian szerokości i długości względem wartości średnich.

Miejsce pomiarów Porzecze. Data wykonania pomiarów 06.06.2004 r.

Godz. 08⁴⁵ - 19⁵¹.

Rys. 4.2c. Wykres zmian poziomu sygnału SS i stosunku sygnał szum S/N w funkcji

czasu. Miejsce pomiarów Porzecze. Data wykonania pomiarów 06.06.2004 r.

Godz. 08⁴⁵ - 08⁵¹.

Rys. 4.2a. Wykres rozrzutu pozycji DGPS. Miejsce pomiarów Porzecze.

Data wykonania pomiarów 06.06.2004 r. Godz. 08⁵⁵ - 09⁰⁷

Rys. 4.2b. Wykres zmian szerokości względem wartości średnich. Miejsce

pomiarów Porzecze. Data wykonania pomiarów 06.06.2004 r.

Godz. 08⁵⁵ - 09⁰⁷.

Rys. 4.2b. Wykres zmian długości względem wartości średnich. Miejsce

pomiarów Porzecze. Data wykonania pomiarów 06.06.2004 r.

Godz. 08⁵⁵ - 09⁰⁷

Rys. 4.2c. Wykres zmian poziomu sygnału SS w funkcji czasu.

Miejsce pomiarów Porzecze. Data wykonania pomiarów 06.06.2004 r.

Godz. 08⁴⁵ - 08⁵¹.

Rys. 4.2d. Wykres zmian stosunku sygnał/szum w funkcji czasu.

Miejsce pomiarów Porzecze. Data wykonania pomiarów

06.06.2004 r. Godz. 08⁵⁵ - 09⁰⁷..

Rys. 4.3a. Wykres rozrzutu pozycji DGPS. Miejsce pomiarów Porzecze.

. Data wykonania pomiarów 06.06.2004 r. Godz. 15⁰⁰ - 15⁰⁵

Rys. 4.3b. Wykres zmian szerokości i długości względem wartości średnich.

Miejsce pomiarów Porzecze. Data wykonania pomiarów 06.06.2004 r.

Godz. 15⁰⁰ - 19⁰⁵.

Rys. 4.3c. Wykres zmian poziomu sygnału SS i stosunku sygnał szum S/N w funkcji

czasu. Miejsce pomiarów Porzecze. Data wykonania pomiarów 06.06.2004 r.

Godz. 15⁰⁰ - 15⁰⁵.

W trakcie pomiarów zapewniony był ciągły odbiór poprawek z każdej ze stacji. Promień koła błędów zawierał się od 0,433 m dla stacji Hammerodde, poprzez 0,542 m dla stacji Hoburg i 0,681 dla stacji Wüstrow do 2,034m dla stacji Dziwnów.

4.2 Punkt pomiarowy Bielinek

W celu zaprezentowania warunków odbioru w punkcie pomiarowym Porzecze sygnałów ze stacji referencyjnych Dziwnów, Hammerodde, Hoburg i Wüstrow, przedstawiono dla każdej z nich wyniki pomiarów w formie graficznej.

Rys. 4.4a. Wykres rozrzutu pozycji DGPS. Miejsce pomiarów Bielinek.

Data wykonania pomiarów 03.10.2004 r. Godz. 12⁰⁰ - 12³²

Rys. 4.4b. Wykres zmian szerokości względem wartości średniej.

Miejsce pomiarów Bielinek. Data wykonania pomiarów 03.10.2004 r.

Godz. 12⁰⁰ - 12³².

Rys. 4.4c. Wykres zmian długości względem wartości średniej.

Miejsce pomiarów Bielinek. Data wykonania pomiarów 03.1.2004 r.

Godz. 12⁰⁰ - 12³².

Rys. 4.4d. Wykres zmian wysokości względem wartości średniej.

Miejsce pomiarów Bielinek. Data wykonania pomiarów 03.10.2004 r.

Godz. 12⁰⁰ - 12³².

Rys. 4.4e. Wykres zmian poziomu sygnału SS i stosunku sygnał szum S/N w funkcji

czasu. Miejsce pomiarów Bielinek. Data wykonania pomiarów 03.10.2004 r.

Godz. 12⁰⁰ - 12³².

Rys. 4.5a. Wykres rozrzutu pozycji DGPS. Miejsce pomiarów Bielinek.

Data wykonania pomiarów 03.10.2004 r. Godz. 13²⁰ - 13⁴⁰

Rys. 4.5b. Wykres zmian szerokości względem wartości średnich.

Miejsce pomiarów Bielinek. Data wykonania pomiarów 03.10.2004 r.

Godz. 13²⁰ - 13⁴⁰.

Rys. 4.5c. Wykres zmian długości względem wartości średnich.

Miejsce pomiarów Bielinek. Data wykonania pomiarów 03.10.2004 r.

Godz. 13²⁰ - 13⁴⁰.

Rys. 4.5d. Wykres zmian poziomu sygnału SS w funkcji czasu. Miejsce pomiarów

Bielinek. Data wykonania pomiarów 03.10.2004 r. Godz. 13²⁰ - 13⁴⁰.

Rys. 4.5e. Wykres zmian poziomu stosunku sygnał/szum w funkcji czasu.

Miejsce pomiarów Bielinek. Data wykonania pomiarów 03.10.2004 r.

Godz. 13²⁰ - 13⁴⁰.

Rys. 4.6a. Wykres rozrzutu pozycji DGPS. Miejsce pomiarów Bielinek.

Data wykonania pomiarów 03.10.2004 r. Godz. 13⁵⁰ - 14¹²

Rys. 4.6b. Wykres zmian szerokości względem wartości średniej. Miejsce

pomiarów Bielinek. Data wykonania pomiarów 03.10.2004 r.

Godz. 13⁵⁰ - 14¹².

Rys. 4.6c. Wykres zmian długości względem wartości średniej.

Miejsce pomiarów Bielinek. Data wykonania pomiarów 03.10.2004 r.

Godz. 13⁵⁰ - 14¹².

Rys. 4.6d. Wykres zmian poziomu sygnału SS w funkcji czasu.

Miejsce pomiarów Bielinek. Data wykonania pomiarów 03.10.2004 r.

Godz. 13⁵⁰ - 14¹².

Rys. 4.6e. Wykres zmian poziomu sygnału SS i stosunku sygnał/szum w funkcji czasu.

Miejsce pomiarów Bielinek. Data wykonania pomiarów 03.10.2004 r.

Godz. 13⁵⁰ - 14¹².

Rys. 4.7a. Wykres rozrzutu pozycji DGPS. Miejsce pomiarów Bielinek.

Data wykonania pomiarów 03.10.2004 r. Godz. 12⁴⁵ - 13¹²

Rys. 4.7b. Wykres zmian szerokości względem wartości średniej.

Miejsce pomiarów Bielinek. Data wykonania pomiarów 03.10.2004 r.

Godz. 12⁴⁵ - 13¹².

Rys. 4.7c. Wykres zmian długości względem wartości średniej.

Miejsce pomiarów Bielinek. Data wykonania pomiarów 03.10.2004 r.

Godz. 12⁴⁵ - 13¹².

Rys. 4.7d. Wykres zmian poziomu sygnału SS w funkcji czasu.

Miejsce pomiarów Bielinek. Data wykonania pomiarów 03.10.2004 r.

Godz. 12⁴⁵ - 13¹².

Rys. 4.7e. Wykres zmian stosunku sygnał/szum w funkcji czasu.

Miejsce pomiarów Bielinek. Data wykonania pomiarów 03.10.2004 r.

Godz. 12⁴⁵ - 13¹².

Rys. 4.8a. Wykres rozrzutu pozycji GPS. Miejsce pomiarów Bielinek.

Data wykonania pomiarów 03.10.2004 r. Godz. 15⁰⁰ - 15¹³

Rys. 4.8b. Wykres zmian szerokości i długości względem wartości średnich.

Miejsce pomiarów Bielinek. Pozycja z systemu GPS.

Data wykonania pomiarów 03.10.2004 r. Godz. 15⁰⁰ - 15¹³.

Rys. 4.8c. Wykres zmian wysokości względem wartości średniej. Miejsce

pomiarów Bielinek. Data wykonania pomiarów 03.10.2004 r.

Godz. 15⁰⁰ - 15¹³.

W trakcie pomiarów zapewniony był ciągły odbiór poprawek z każdej ze stacji. Promień koła błędów zawierał się od 1,401 m dla stacji Hammerodde, poprzez 1,794 m dla stacji Dziwnów i 2,413 dla stacji Hoburg do 3,404 m dla stacji Wüstrow. Na uwagę zasługuje duża dokładność określania pozycji dla samego GPS'u (R=2,012 m).

4.3 Podsumowanie wyników

Na podstawie wyników pomiarów przedstawionych w tabelach 14 i 15 można stwierdzić że:

1. W dolnym biegu rzeki Odry można korzystać ze stacji DGPS Dziwnów. Zarówno poziom sygnału SS jak i stosunek sygnał/szum przewyższają wymagane dla poprawnej pracy odbiornika poprawek minima. Na rys.4.9 i 4.10

Przedstawiono wykonany na podstawie pomiarów rozkład stosunku sygnał/szum i poziomu sygnału w funkcji odległości od stacji Dziwnów.

2. Pomiary wykazały, że drugą stacją, której sygnały są dostępne na odcinku Kostrzyń - Szczecin jest stacja Wustrow;

3. Począwszy od miejscowości Porzecze odbierane są na zadawalającym poziomie

sygnały stacji Hammerodde i Hoburg. O ile odbioru sygnałów stacji Ham-

merodde można było się spodziewać, to dostępność w tym rejonie sygnałów z

Hoburga stanowi pewne zaskoczenie ( zasięg nominalny stacji Hoburg jest

znacząco mniejszy ). Jedynym wytłumaczeniem odbioru sygnałów ze stacji

Hoburg jest nadawanie przez tą stację sygnałów ze znacznie większa mocą niż

jest to podawane.

4. Obliczone dokładności określania pozycji dla z systemu DGPS mieszczą się

w przedziale 0,5 - 6,6 m dla p = 0,95, z wyjątkiem jednego pomiaru dla stacji

Wustrow (sesja 31).

5. Na uwagę zasługuje duża dokładność określania pozycji przy użyciu tylko

odbiornika systemu GPS - sesje pomiarowe 21 i 27.

6. W trakcie obserwacji przeprowadzonej dla stacji Hammerodde, Wustrow i Hoburg zauważono, że poprawki transmitowane przez te stacje nie odpowiadają w pełni śledzonemu przez odbiornik MX9212 segmentowi satelitów. W tym przypadku możliwe było określenie tylko pozycji DGPS 2D. Zjawisko to powtórzyło się kilkakrotnie.

7. Wartości średnie pozycji dla obserwacji wykonanych w tym samym miejscu nie różnią się więcej niż 0,1˝ zarówno po szerokości jak i po długości. Większe różnice pozycji w przypadku pomiarów wykonanych w miejscowości Porzecze wynikają z faktu, że badania przeprowadzone zostały w dwóch punktach. Pomiary 5, 19, 20, 21 i 22 w jednym miejscu i pomiary 15,16,17 i 18 w drugim miejscu - w punkcie geodezyjnym 63008. Różnice pomiędzy średnimi w poszczególnych punktach nie przekraczają 0,02˝ (0,6 m ).

8. Różnice pomiędzy pozycjami geodezyjnymi, a średnimi z serii pomiarów wynoszą po około 0,05˝. Tak duże różnice powinny zostać zweryfikowane za pomocą długich serii pomiarowych.

Rys. 4.9 Rozkład stosunku sygnał/szum w funkcji odległości od stacji Dziwnów.

Rys. 4.10 Rozkład poziomu sygnału w funkcji odległości od stacji Dziwnów.

Wnioski

1. System DGPS wykorzystujący do transmisji poprawek pasmo radiolatarń

morskich z powodzeniem może być wykorzystywany do określania pozycji

w dolnym biegu Odry. Wykorzystywane do tego celu mogą być sygnały czterech stacji referencyjnych; Dziwnów, Hammerodde, Wüstrow i Hoburg..

2. Przeprowadzone badania wykazały dostępność sygnałów poprawek DGPS i

możliwość określania pozycji z dokładnością 0,5 - 5 m dla p = 0,95.

3. Propagacja fal radiowych za zakresu 283,5 kHz - 325 kHz charakteryzuje się

dużą stabilnością. Osiągane zasięgi w przypadku propagacji fali nad lądem są

nieco mniejsze niż nad morzem. Pozwala to na zbudowanie systemu DGPS

działającego w paśmie 283,5 kHz - 325 kHz na obszarach lądowych.

4. Obserwacje te zostały potwierdzone przez Michaela Hoppe i stały się przyczynkiem do budowy systemu DGPS dla potrzeb nawigacji na wodach wewnętrznych Niemiec - rys. 5.1 [26]. W przyszłości sygnały radiolatarń pracujących z terenu Niemiec będą mogły być wykorzystane do zabezpieczenia nawigacji na Odrze ( rys.5.1 ). W przyszłości planowane jest zbudowanie dodatkowych pięciu stacji odniesienia pokrywających swoim zasięgiem dorzecze Dunaju.

Tabela 16. Lokalizacja stacji DGPS na terenie Niemiec.[32]

Nazwa	φ	λ	Zasieg
Koblenz	50° 22′ N	07° 35′ E	225 km
Mauken	51° 43′ N	12° 49′ E	285 km
Bad Abbach	48° 56′ N	12° 49′ E	285 km
Iffozheinz	48° 56′ N	12 °04′ E	285 km

Rys. 5.1. Obszar pokrycia systemu DGPS działającego na terenie Niemiec. [26]

5. Pomimo rozwoju satelitarnych technik transmisji poprawek prowadzone są

prace studyjne nad systemami transmisji wykorzystującymi fale średnie i długie.

W Niemczech działa system transmisji poprawek ze stacją zlokalizowaną we

Frankfurcie nad Menem. Stacja ta nadaje poprawki na częstotliwości 123,7 kHz

stosując protokół RTCM 2.0 i szbkość transmisji 300 bps.

Wykorzystaniu fal długich pozwala na osiągniecie zasięgu około stacji 600 km.

6. Dzięki podjęciu przez państwa Unii Europejskiej decyzji o budowie konkurencyjnego w stosunku do GPS systemu Galileo, USA zapewniają serwis GPS na znacznie wyższym poziomie niż to miało miejsce w historii. Jednocześnie nastąpił znaczny postęp technologiczny w rozwoju konstrukcji odbiorników GPS.

W rezultacie współczesne odbiorniki GPS pozwalają na osiągnięcie submetrowej dokładności przy pomiarach stacjonarnych.

7. Na osobna uwagę zasługuje katastrofalny stan osnowy geodezyjnej opartej o punkty III klasy. Praktycznie wzdłuż Odry sieć ta istnieje w stanie szczątkowym.

8. Uwzględniając doświadczenia niemieckie związane z rozwojem systemu DGPS

należy kontynuować badania związane z wykorzystaniem morskich stacji

referencyjnych w pomiarach na wodach wewnętrznych ( rzekach i jeziorach ).

Bibliografia

1. Ackroyd Neil, Robert Lorimer - Global Navigation a GPS Usuer′s Guide,

Lloyd′s of London Press LTD, 1990.

2. Bem Daniel Józef - Anteny i rozchodzenie się fal radiowych , Wydawnictwo

Naukowo- Techniczne, Warszawa, 1973.

3. Betke Klaus - Transmission Characteristics of Marine Differential GPS

Stations, March 2001

4. Broadcast Standard for The USCG DGPS Navigation Service- U.S. Department

of Transportation United States Coast Guard

5. Characteristics of The Finnish Maritime Administration Diferential GPS

Broadcast Services- Finnish Maritime Administration, Department of

Hydrography and Waterways, 23 March 1998

6. Czarnecki Kazimierz - Geodezja współczesna w zarysie, Wydawnictwo Wiedzy

i Życie, 1994

7. Federal Radionavigation System 2001 - Department of Defense and Department

of Transportation 2001

8. Federal Radionavigation Plan 2001 - Department of Defense and Department

of Transportation 2001

9. Franko Robin E. ,Satish K.Maittal ,Thomas A. Stansell, Richard Harris, Eddy

D'Amico ,Stewart Cannon -A New Generation of DGPS Broadcasting Stations

10. Global Positioning System Standard Positioning Service, Performance Standards

-Assistant Secretary of Defense for Command, Control, Communication and

Intelligence

11. Hall Gene W. - USCG Differential GPS Navigation Service.

12. Hudnut Kenneth W. , Ph.D Bryan Titus Capitan USAF - GPS L1 Civil Signal

Modernization (L1C) July 30 2004

13. Januszewski Jacek -Systemy Satelitarne w Nawigacji Morskiej,

WSM Gdynia, 2002

14. Lamparski Jacek - Navstar GPS Od Teorii do Praktyki, Wydawnictwo

Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego, Olsztyn 2001

15. Mangs Gunnar, Satish K.Maittal, Thomas A. Stansell -Leica Geosystems,

Torrance Worldwide Beacon DGPS Status and Operational Issues May 1999

16. Marine Aids to Navigation Strategy- “2020 The Vision” , General Lighthouse

Authorities The United Kingdom and Rpublic of Ireland

17. Narkiewicz Janusz - GPS Globalny System Pozycyjny, Wydawnictwo

Komunikacji i Łączności, 2003

18. Satish Mittal, Ajay Seth, P.P.Sinha - International Beacon DGPS Broadcasting

Stations Network

19. Stansell Thomas A Jr. - Leica Geosystems Inc., GPS , Torrance ,

November 1997

20. Stansell Thomas A, Jr -The New L2 Civil Signal

21. Specht Cezary -Analiza Wielokryteriowa Systemu DGPS w Aspekcie Osłony

Bałtyku Południowego - Rozprawa Doktorska

22. Szymoński Marek - Nawigacyjne wykorzystanie sztucznych satelitów Ziemi,

WKŁ, Warszawa 1989.

23. Śledziński Janusz -National Report of Poland 2000 Concise outline of selected

GPS projects realised in Poland with particular consideration of marine

applications, Report presented to the 9^th European Meeting of Civil GPS Service

Interface Committee,International Information Subcommittee (CGSIC/IISC)

Monaco 30 November -1 December 2000

24. The Global Positioning System - A Sheared National Asset- Recommendation

for Technical Improvements and Enhancements- Committee on the Future of

Global Positioning System, Commission on Engineering and Technical Systems,

National Research Council, Washington D.C 1995

25. Wolski Adam, Bober Ryszard, Dołgopołow Andrzej, Kozłowski Zenon -

Badanie dostępności sygnału DGPS ze stacji Dziwnów na dolnej Odrze

26. http://site.ialathree.org/barregauche.php -IALA

27. http://.navcen.uscg.gov/ftp/GPS/almanacs/yuma/

28. http://www.imo.org/index.htm

29. http://www.rtcm.org/

30. http://www.navcen.uscg.gov/gps/default.htm

31. http://www.wsv.de/fvt/funknavi/dgps_bericht_2004_02/dgps_bericht_02.html

32. http://www.colorado.edu/geography/gcraft/notes/gps

33. http://www.uwgb.edu/dutchs/UsefulData/UTMFormulas.htm

34. http://www.imo.org/index.htm

97

---