29. ASG-EUPOS Budowa, zadania, serwisy
System ASG-EUPOS jest wielofunkcyjnym systemem precyzyjnego pozycjonowania satelitarnego. Stanowi on stabilny układ odniesień przestrzennych na obszarze Polski, bazujący na sieci naziemnych stacji referencyjnych rozmieszczonych na obszarze całego kraju. System odbiera sygnały Globalnych Systemów Nawigacji Satelitarnej, takich jak amerykański NAVSTAR GPS, rosyjski GLONASS czy europejski GALILEO. Użytkownicy posiadający odbiorniki satelitarne wyposażone w należytą funkcje komunikacyjną, mogą za pośrednictwem systemu ASG-EUPOS określić z dokładnością do kilku centymetrów pozycję każdego punktu terenowego. Zadaniem systemu jest wysyłanie poprawek do obserwacji wykonanych przy wykorzystaniu odbiorników GNSS w trybie on-line.
Głównym segmentem wchodzącym w skład systemu ASG-EUPOS jest segment odbiorczy. Jego zadaniem jest odbieranie i przekazywanie w czasie rzeczywistym danych obserwacyjnych wysyłanych z satelitów GNSS do centrum obliczeniowego. Kolejne części systemu to segment użytkowników oraz zarządzania. Za czwartą część systemu można uważać systemy satelitarne NAVSTAR GPS, GLONASS czy GALILEO tworzące segment kosmiczny. Wyznaczanie współrzędnych anteny satelitarnej odbierającej sygnały satelitarne odbywa się za pomocą znanej pozycji satelitów, a także pomiarów odległości do nich. Dokładności wyznaczanej tak pozycji anteny ustala się od 5 do 7 metrów. Znając dokładną pozycje anteny (stacji referencyjnej), centrum obliczeniowe generuje poprawki do przesyłanych obserwacji przez użytkownika. Współrzędne stacji referencyjnych wyznaczone zostały w systemie ETRS 89 oraz układach państwowych. W każdym miejscu Polski możemy uzyskiwać dokładności dochodzące nawet do pojedynczych centymetrów, poprzez równomierne rozmieszczenie stacji referencyjnych. Przesył obserwacji z terenu odbywa się w czasie rzeczywistym, szybkimi pasmami teleinformatycznymi. Trafiają one do centrum obliczeniowego, gdzie dane są gromadzone i przetwarzane. Oprogramowanie zarządzające generuje strumienie poprawek dla użytkowników systemu oraz umożliwia wykonywanie obliczeń w trybie post-processingu. Cały proces obliczeń i dostarczenia poprawek odbywa się automatycznie. Obecnie dostępne serwisy dają możliwość precyzyjnego pozycjonowania w czasie rzeczywistym, a także w trybie post-processingu. Serwisy czasu rzeczywistego udostępnione w systemie ASG-EUPOS posługują się zasadą pomiarów różnicowych DGNSS (ang. Differential GNSS) oraz RTK (ang. Real-Time Kinematic) w oparciu o rozwiązania sieciowe. Poprawki do pomiarów GNSS wysyłane są z centrum obliczeniowego przy wykorzystaniu połączenia internetowego w czasie rzeczywistego wykonywania pomiaru. Poniższa tabela przedstawia serwisy systemu działające w czasie rzeczywistym.
Tab. 1 Serwisy systemu ASG-EUPOS w czasie rzeczywistym
Rodzaj |
Nazwa serwisu |
Metoda pomiaru |
Rodzaj transmisji danych |
Zakładana Dokładność |
Rodzaj odbiornika |
Serwis czasu rzeczywistego |
NAWGEO |
Kinematyczna(RTK) |
INTERNET, GSM (GPRS) |
0.03m w poziomie
0.05m w pionie |
Odbiornik L1/L2 RTK |
|
KODGIS |
Kinematyczna(DGPS) |
|
Do 0.25m w poziomie i pionie |
Odbiornik L1 DGPS |
|
NAWGIS |
|
|
Do 3m w poziomie i w pionie |
|
Głównym serwisem systemu jest NAWGEO, udostępniający poprawki do pomiarów w czasie rzeczywistym RTK. Pozwala on na osiągniecie najwyższych dokładności i szybkiego pomiaru. Korzystając z serwisu NAWGEO można pozyskiwać trzy rodzaje sieciowych poprawek powierzchniowych VRS, MAC oraz FKP. Pomagają one w rozwiązaniu problemu odległości od stacji referencyjnej (umożliwiają zwiększenie odległości do najbliższej stacji referencyjnej do nawet 30-50 km bez znaczącej straty dokładności pozycjonowania) oraz dają możliwość lepszego modelowania błędów wynikających np. z opóźnieniem związanym z rozchodzeniem się sygnału w atmosferze. Sprawą drugorzędną jest rodzaj wykorzystywanych poprawek przez użytkownika, każdy bowiem format jest generowany przez to samo oprogramowanie dające porównywalne wyniki. Użytkownik przekazując swoją przybliżoną pozycję do systemu obliczeniowego, przesyłanej za pomocą depeszy NMEA GGA, otrzymuje poprawki do pomiaru w oparciu o dane z grupy stacji ASG-EUPOS. Dział obliczeniowy systemu bazując na informacji o przybliżonej pozycji użytkownika, wysyła wybrany rodzaj poprawek sieciowych VRS, MAC lub FKP w protokole NTRIP przy pomocy formatu RTCM.
Kolejnym serwisem udostępniającym poprawki do pomiaru w czasie rzeczywistym jest KODGIS. Przeznaczony głównie dla zakładania i modernizacji systemów informacji przestrzennej. Wykorzystując poprawki generowane przez serwis można uzyskać nie gorsze dokładności niż 0.25m w poziomie i w pionie. Wiąże się to jednak z przesyłaniem przybliżonej pozycji użytkownika w formacie NME GGA do centrum obliczeniowego. System udostępnia i przesyła poprawkę do odbiorcy w formacie RTCM. Zawarte dane w protokole RTCM obejmują jedynie poprawki kodowe inaczej niż to było w serwisie NAWGEO. Z tego wynika gorsza dokładność wyznaczenia pozycji przez użytkownika.
Odbiorcy serwisu NAWGIS korzystający z prostszych w budowie odbiorników niż użytkownicy NAWGEO i KODGIS nie są zobligowani do wysyłania przybliżonej pozycji do centrum obliczeniowego. Poprawki przesyłane są natomiast w tym samym formacie RTCM i przy użyciu internetowego protokołu NTRIP podobnie jak w przypadku NAWGEO i KODGIS. Różnica tkwi w informacji zawartej w wiadomości RTCM, zawiera ona bowiem tylko poprawki kodowe.
System ASG-EUPOS udostępnia także serwisy (POZGEO, POZGEO D) działające w trybie post-processingu dla użytkowników wykonujących pomiary statyczne. Serwisy te naturalnie nie są wykorzystywane w pomiarach RTK. Stanowią jednak alternatywę dla serwisu NAWGEO pod względem uzyskiwanych dokładności. Użyteczne są w terenach o ograniczonym zasięgu sieci GPRS