8508892945

7

1.1. SYSTEM NAWIGACYJNY GPS I JEGO NIEZAWODNOŚĆ

służących np. do pomiarów geodezyjnych czy nawigacji lotniczej lub kosmicznej. Z punktu widzenia niniejszej pracy najbardziej istotny jest interfejs pomiędzy segmentem kosmicznym a segmentem użytkownika, gdyż właśnie w tym miejscu występują czynniki mające bezpośredni wpływ na dostępność usługi określania położenia.

W systemie GPS, podobnie jak w innych systemach GNSS, do określenia pozycji stosowana jest metoda ToA, bazująca na pomiarze czasu propagacji sygnału od stacji referencyjnej (satelity) do odbiornika. Czas ten jest, po uwzględnieniu odpowiednich korekt, proporcjonalny do odległości pomiędzy anteną nadawczą satelity a anteną odbiornika. Lokalizacja anteny odbiornika w trzech wymiarach jest realizowana w oparciu o pomiar czasu od co najmniej czterech satelitów GPS. Zmierzone czasy umożliwiają rozwiązanie układu równań (1.1) z czterema niewiadomymi, z których trzy stanowią współrzędne pozycji odbiornika x_u, z_u, a czwartą przesunięcie t_u taktu zegara odbiornika względem zegara na pokładzie satelity. N_sat jest liczbą satelitów, których sygnały są odbierane w danej chwili, c jest prędkością światła w próżni, x_sat_n, Vsat_n! ^zsat_n    współrzędne n-tego widzianego satelity, natomiastp; to tzw. pseudoodległość

odbiornika od tego satelity, czyli estymata odległości wyznaczona na podstawie czasu propagacji sygnału.

Pi = \/(^xsi ~ x_u)² + {y_si - y_u)² + {z_3l - Zu)¹ + ct_u P2 - V(^xs₂ ~ x_u)² + {y_S2 - Uu)² + (z_S2 - z_u)² + ct_u

. PNsat = \j(^Xs_Nsat - ^xu)² + (Vs_N3at - yu)² + (Z_SNsat - Z_u)² + Ct_u Można więc stwierdzić, że do wyznaczenia położenia anteny odbiorczej, odbiornik musi dysponować następującymi informacjami:

•    aktualnym położeniem satelitów, których sygnały są odbierane oraz

•    pseudoodległościami od tych satelitów.

Bieżące położenie każdego z satelitów jest ustalane na podstawie parametrów orbitalnych i aktualnego czasu systemowego, przesyłanych w depeszach nawigacyjnych. Z kolei czasy ToA nadejścia każdego sygnału, są wyznaczane poprzez poszukiwanie chwil rozpoczęcia tej samej ramki depeszy w każdym z odbieranych sygnałów GPS.