plik


GPS w badaniach przyrodniczych Cz 2. Pomiar r|nicowy, czynniki wpBywajce na jako[d pomiaru, & Czas akwizycji satelit Gotowo[d odbiornika GPS do lokalizacji nastpuje po: " Lokalizacji co najmniej 4 satelitw " Synchronizacji z nimi " Odczytaniu depeszy nawigacyjnej Czas od wBczenia odbiornika do otrzymania pierwszego odczytu  to tzw. czas akwizycji (time to first fix TTFF). Do okre[lenia przewidywanej konfiguracji satelitw istotna jest znajomo[d almanachu, przybli|onej pozycji, przybli|onego czasu. Je[li odbiornik nie posiada tych informacji, wybr satelitw dokonuje si w sposb dowolny -> czas akwizycji jest dBu|szy. " Procedura obliczania lokalizacji zaczyna si od okre[lenia widzialnych satelitw " Ka|dy odbiornik ma w pamici wzorce kodw pseduo- losowych (Pseudo Random Noise Code) wszystkich satelitw i dopasowuje je do odbieranych sygnaBw, identyfikujc satelit " Zidentyfikowany satelita jest [ledzony przez odbiornik i otrzymuje z niego depesz nawigacyjn i na jej podstawie synchronizuje swj zegar " Mo|liwo[d okre[lenia, ktre satelity znajduj si w zasigu skraca czas synchronizacji " Odbiorniki r|nych klas maj r|n zdolno[d zapamitywania i szacowania dostpno[ci satelitw UkBad odniesienia " Pomiar lokalizacji odnoszony jest do powierzchni ziemi, modelowanej przez elipsoid GRS80 " Domy[lnym ukBadem odniesienia jest WGS84, czyli globalny ukBad odniesienie World Geodetic System, oparty o pomiary elipsoidy Ziemii, wykonane przez satelity w 1984 yrdBa bBdw NATURALNE SZTUCZNE Opznienie jonosferyczne BBd efemeryd Opznienie troposferyczne BBd zegara satelitw Odbir sygnaBw odbitych BBdy odbiornika BBd wzajemnego poBo|enia satelitw (DOP) yrdBa bBdw Jonosfera " Opznienie jonosferyczne  - rozciga si od wys. 50 60 km do wys. 800 opzniona propagacja fal km nad powierzchni Ziemi. radiowych w jonosferze, - odznacza si obecno[ci znacznej liczby bBd rzdu 20-30 metrw w swobodnych elektronw i jonw, dzieo i 3-6 m w nocy powstaBych w wyniku jonizacji atomw i czsteczek zawartych w powietrzu - gBwnym zrdBem jonizacji jest promieniowanie sBoneczne i kosmiczne " Opznienie troposferyczne  spowodowane zmianami temperatury, ci[nienia, wilgotno[ci w dolnych warstwach atmosfery, bBd rzdu 1-3 m " BBd efemeryd  spowodowany jest r|nic w poBo|eniu satelity pomidzy danymi wyliczonymi a pozycj rzeczywist. BBd rzdu 1m. " BBd zegara satelity  spowodowany r|nic pomidzy wskazaniem zegara satelity a globalnym czasem GPS. BBd rzdu 1m. " BBd wielodrogowo[ci  spowodowany dotarciem do anteny sygnaBw odbitych od obiektw j otaczajcych. BBd rzdu 0,5 m. " BBdy odbiornika - wystpujce w odbiorniku GPS. Ich powodem mog byd: " szum, " dokBadno[d oprogramowania " zakBcenia lokalne (nadajniki radiowe, komrki i inne) Poprawki Szereg poprawek w oprogramowaniu odbiornika GPS pozwala na uniknicie niektrych bBdw, np.: " CaBkowitej niwelacji bBdu efemeryd " Korekty opznieo jonosferycznych i troposferycznych  modelowanie prdko[ci fal w przyjtych modelach atmosferycznych, stosowanie poprawek do odlegBo[ci dzielcych obiekt i satelity " Poniewa| opznienie jonosferyczne jest zale|ne od czstotliwo[ci sygnaBu, jego wpByw mo|e byd wyznaczony na podstawie pomiarw odlegBo[ci na dwch czstotliwo[ciach (L1 i L2). Rozmycie dokBadno[ci (Dilution of Precision) - Zestaw wspBczynnikw wi|cych bBd pomiaru odlegBo[ci do satelity z bBdem wyznaczenia pozycji. Wielko[ci DOP s pochodn konfiguracji geometrycznej ukBadu satelity-odbiornik. Mniejsze warto[ci wspBczynnikw DOP odpowiadaj lepszym warunkom geometrycznym. Do najwa|niejszych wspBczynnikw charakteryzujcych dokBadno[d okre[lanej pozycji zaliczamy: " PDOP (Position Dilution of Precision), wspBczynnik przestrzenny (trjwymiarowy) rozmycia pozycji, " HDOP (Horizontal Dilution of Precision), wspBczynnik horyzontalny (dwuwymiarowy) rozmycia pozycji, " VDOP (Vertical Dilution of Precision), wspBczynnik pionowej (jednowymiarowej) dokBadno[ci pozycji, " TDOP (Time Dilution of Precision), wspBczynnik dokBadno[ci uwarunkowany odchyBk czasu wzorca odbiornika u|ytkownika od czasu systemu, " GDOP (Geometric Dilution of Precision), geometryczna dokBadno[d trjwymiarowej pozycji i czasu. Pomiar r|nicowy Metody precyzyjnego wyznaczania pozycji dotycz pomiarw r|nicowych, w ktrych wykorzystywane s jednoczesne obserwacje odbiornikiem na wyznaczanym punkcie oraz odbiornikiem na punkcie referencyjnym. W zale|no[ci od czasu pomiaru na punkcie oraz sposobu opracowania obserwacji, wyr|nia si m.in. nastpujce metody wyznaczania pozycji: " statyczne, " szybkie statyczne " kinematyczne (RTK, RTN), " pomiary DGNSS Metody korekcji pomiaru Okre[lanie pozycji u|ytkownika za pomoc metody r|nicowej mo|liwe jest za pomoc dwch metod. " W pierwszej z nich wszelkie pomiary i obliczenia wykonywane s w czasie rzeczywistym, tzw. "real time". Poprawki takie s na bie|co odbierane drog radiow i uwzgldniane bezzwBocznie w urzdzeniu. " Druga metoda zwana "post processing", polega na korygowaniu pomiarw wzgldem satelitw wykonanych za pomoc odbiornika u|ytkowania przy pomocy poprawek w trybie obrbki komputerowej, ju| po zakooczeniu pomiarw. Pomiary statyczne Pomiary statyczne polegaj na jednoczesnym zbieraniu danych GNSS odbiornikami umieszczonymi na wyznaczanych punktach w odpowiednio dBugim czasie. Stosujc programy obliczeniowe obliczane s w tzw. postprocessingu skBadowe wektorw Bczcych mierzone punkty. W nawizaniu do stacji referencyjnych o znanych wspBrzdnych wyniki pomiarw mog byd wyrwnywane i punkty mierzone otrzymuj wspBrzdne. Pomiary statyczne zapewniaj najwy|sz dokBadno[d pomiarw GNSS. Wykorzystywane s w zakBadaniu i kontroli osnw geodezyjnych oraz w badaniach geodynamicznych. Pozwalaj one uzyskad, w zale|no[ci od dBugo[ci wektora, nastpujce dokBadno[ci: " przy u|yciu efemeryd pokBadowych: 1 cm + 2 ppm D dla wspBrzdnych horyzontalnych i 2 cm + 2 ppm D dla wysoko[ci (ppm oznacza cz[d milionow, tj. 1 10-6 (ang. part per milion)). " przy u|yciu efemeryd precyzyjnych IGS: 10-8  10-9 dla wektorw kilkusetkilometrowych. Szybkie pomiary statyczne Jest to odmiana pomiarw statycznych, dla ktrych pomiar na wyznaczanym punkcie skrcono do 5 20 minut. Osignito to wprowadzajc nowe generacje odbiornikw (gBwnie dwuczstotliwo[ciowych) oraz udoskonalone algorytmy wyznaczania nieoznaczono[ci. Zaostrzeniu ulegBy w stosunku do metody statycznej kryteria pomiaru: " odbiornik musi cigle [ledzid minimum 5 6 satelitw, " interwaB zliczeo obserwacji wynosi 1 10 sekund, " minimalna wysoko[d satelitw nad horyzontem wynosi 15, " dBugo[d wektorw nie powinna przekraczad 20 km. Metoda pozwala uzyskad dokBadno[ci wyznaczenia punktu na poziomie kilku centymetrw wykorzystujc oprogramowanie firmowe. RTK - Real Time Kinectics Pomiary RTK nale| do pomiarw w czasie rzeczywistym. Metoda bazuje na algorytmie inicjalizacji OTF (ang. On The Fly) czyli prawie natychmiastowego rozwizania nieznanej liczby fal na drodze satelita-odbiornik. Metoda wymaga widoczno[ci minimum 5 satelitw powy|ej 15. Wykorzystywane s obserwacje fazowe odbiornikiem dwuczstotliwo[ciowym. Zalet w stosunku do pomiarw statycznych jest natychmiastowe wyznaczenie pozycji, natomiast do wad nale|y zaliczyd konieczno[d zapewnienia cigBej Bczno[ci midzy stacj bazow i odbiornikiem ruchomym oraz ograniczenie zasigu metody. Typowe warunki pomiarw RTK to: " inicjalizacja okoBo 1 minuty, " pomiar pikiety 3 5 sekund, " zasig pomiarw do 30 km, " dokBadno[d 1 2 cm + 2 ppm D dla skBadowych horyzontalnych i okoBo 3 cm + 2 ppm D dla skBadowej wysoko[ciowej. RTN - Real Time Network W pomiarach powierzchniowych RTK rol stacji bazowej przejmuje sied stacji permanentnych tworzcych system (np. ASG-EUPOS), przesyBajcych dane obserwacyjne w czasie rzeczywistym do Centrum Zarzdzania Systemu. Oprogramowanie sterujce w Centrum Zarzdzania przetwarza dane ze stacji, tworzc albo poprawki powierzchniowe typu FKP (niem. Flche Korrektur Parameter) lub MAC (ang. Master and Auxiliary Concept), albo obserwacje z Wirtualnej Stacji Referencyjnej (VRS ang. Virtual Reference Station). Zalet systemu powierzchniowego RTK jest mo|liwo[d pracy z jednym odbiornikiem ruchomym. Rol stacji bazowej przejmuje na siebie system. OdlegBo[ci midzy stacjami wedBug obecnych warunkw oprogramowania Centrum Zarzdzania mog wynosid 70 80 km, a otrzymywane dokBadno[d i niezawodno[d wyznaczenia pozycji jest wy|sza ni| dla typowych pomiarw RTK. Pomiar r|nicowy (DGPS) W odr|nieniu od RTK, DGPS jest prostsz technik wyznaczania wspBrzdnych, bazujc przede wszystkim na pomiarach kodowych, tzn. nie istnieje potrzeba wyznaczenia nieoznaczono[ci (procesu inicjalizacji). Do okre[lenia wspBrzdnych wystarczaj 4 satelity nawigacyjne. DokBadno[ci uzyskiwane t technik zale| gBwnie od odlegBo[ci od stacji bazowej. Stacja referencyjna dziaBajcych systemw r|nicowych skBada si z: - odbiornika GPS, - ukBadu przetwarzania danych: wyznaczania poprawek i tworzenia informacji nawigacyjnej, - nadajnika poprawek. " Dla u|ytkownikw znajdujcych si w niewielkiej odlegBo[ci (do 300 km) od stacji niektre z bBdw s takie same lub r|ni si niewiele. " Do tego rodzaju bBdw lub czynnikw je powodujcych mo|na zaliczyd: bBd efemeryd, odchyBk wzorca czasu satelity, refrakcj troposferyczn, refrakcj jonosferyczn. EGNOS EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) - system skBadajcy si aktualnie z trzech satelitw geostacjonarnych (dwa kolejne w budowie) oraz 39 stacji pomiarowo - obserwacyjnych (RIMS), 4 stacji kontrolnych (MCC), 6 stacji transmitujcych (NLES) oraz dwch stacji kontrolno - testowych. System pozwala osignd dokBadno[d okre[lanej pozycji do 3 metrw w poziomie i 4 metrw w pionie. Sied ASG EUPOS w Polsce ASG-EUPOS (Aktywna Sied Geodezyjna EUPOS)  oglnopolska sied stacji referencyjnych, uruchomiona w 2008 roku i zarzdzana przez GBwny Urzd Geodezji i Kartografii Serwisy ASG EUPOS Minimalne Metoda Transmisja ZakBadana Rodzaj Nazwa wymagania pomiaru danych dokBadno[ sprztowe do 0,03 m Odbiornik kinematyczna (poz.) L1/L2 RTK, NAWGEO (RTK/RTN) do 0,05 m moduB (pion.) komunikacyjny Internet, Serwisy czasu GSM rzeczywistego (GPRS) KODGIS do 0,25 m Odbiornik L1 kinematyczna DGPS, (DGPS) moduB NAWGIS do 3 m komunikacyjny Zale|na od POZGEO statyczna warunkw Serwisy post- Internet pomiarowych Odbiornik L1 processingu statyczna, (0,01 - 0,10 POZGEO D kinematyczna m) Ograniczenia zastosowania GPS " Tylko do zastosowao na zewntrz budynkw " Brak sygnaBu w tunelach i na parkingach podziemnych " Problemy w lesie "  Kaniony miejskie Formaty wspBrzdnych Jeden stopieo () to 60 minut ('), a jedna minuta to 60 sekund (") DMS Stopnie:Minuty:Sekundy (49 30' 00"  49d 30m 00s) DM Stopnie:Minuty (49 30.0'  49d 30.0m) DD Stopnie Dziesitne (49.5000  49.5000d) Ktry format najwygodniejszy? Jak Przeliczad? "  rcznie DD = (Sekundy/3600) + (Minuty/60) + Stopnie "  w locie przez odbiornik GPS " U|ywajc aplikacji internetowych lub arkusza kalkulacyjnego. KONIEC

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Kontny GPS wyklad 1
GPS Wykład 1
wyklad 5 sygnaly GPS
Sieci komputerowe wyklady dr Furtak
Wyk6 ORBITA GPS Podstawowe informacje
Wykład 05 Opadanie i fluidyzacja
WYKŁAD 1 Wprowadzenie do biotechnologii farmaceutycznej
mo3 wykladyJJ
ZARZĄDZANIE WARTOŚCIĄ PRZEDSIĘBIORSTWA Z DNIA 26 MARZEC 2011 WYKŁAD NR 3
Wyklad 2 PNOP 08 9 zaoczne
Wyklad studport 8
Kryptografia wyklad

więcej podobnych podstron