5. Glob{lní navigační satelitní systémy (GNSS), jejich popis, princip, využití v geodézii.

Transkript

1 5. Glb{lní navigační satelitní systémy (GNSS), jejich ppis, princip, využití v gedézii. Zpracval: Tmáš Kbližek, 2014

2 Obecný princip Glbální navigační družicvé systémy (GNSS) umžňují určení prstrvé plhy uživatele pmcí měření vzdálenstí mezi přijímačem a družicemi. Jedná se v pdstatě prstrvé prtínání z délek. Základem je mnžina družic vysílajících navigační signály (tzv. ksmický segment). Pdmínka: v libvlném místě a čase na pvrchu Země a v jejím klí dstatečný pčet družic a vhdná knstelace. Jednsměrné šíření signálů nemezený pčet uživatelů

3 Obecný princip GNSS je tvřen čtyřmi segmenty: ksmický (družice), kntrlní a řídící (pzemní stanice) uživatelský (přijímače GNSS) pdpůrný (SBAS, sítě referenčních stanic) Budvání ksmickéh segmentu a způsbilst GNSS První družice pr věření technlgie (např. Give-A). Další družice vysílající nativní signály systému. Initial Operatinal Capability (IOC) pčáteční perační způsbilst. Full Operatinal Capability (FOC) plná perační způsbilst.

4 Vývj GNSS Dá se říct, že s budváním GNSS se začal v USA v 60. letech 20. stletí díky vjenským pžadavkům. Nejznámější sučasný systém NAVSTAR-GPS (Navigatin Satellite Timing and Ranging Glbal Psitining System), tedy česky glbální systém pr určvání plhy se začal budvat d r Ruský vjenský systém GLONASS Evrpský civilní systém Galile Další asijské systémy: Cmpass (Čína), RNSS: QZSS (Japnsk), IRNSS (Indie)

5

6 Ksmický segment GPS Družice různéh stáří a různé technlgické úrvně vybavené atmvými hdinami, anténami, slárními panely a raketvými mtry.

7 Ksmický segment GPS Nsné vlny signálů v pásmu L (L-band). L1, L2 a L5 jsu využívány pr určení plhy, L3 a L4 služí k vjenským účelům (detekce nukleárních výbuchů). L1 = 1575,42 MHz, L2 = 1227,60 MHz, L5 = 1176,45 MHz. Nsné vlny jsu fázvě mdulvány pseudnáhdnými kódy (PRN) kvůli rzlišení signálů jedntlivých družic (Cde Divisin Multiple Access); Z tht důvdu se každá družice značuje unikátním identifikátrem PRN. Kódy se dělí pdle právnění: Civilní (C kód) Chráněné/Přesné (P kód, Y kód) Vjenské (M kód)

8 Řídící a kntrlní segment Operatinal Cntrl Segment: Hlavní řídící stanice (Master Cntrl Statin), Mnitrvací stanice (Mnitring Statin), Pzemní antény (Grund Antennas) Hlavní úkly: Sledvání družic na jejich drahách, určení chdu hdin a jeh predikce, synchrnizace času na družicích a nahrávání navigační zprávy na družice.

9 Uživatelský segment Nespčetná mnžina různých přijímačů různých výrbců. Lze je rzdělit pdle dsažené přesnsti určení plhy: navigační (přijímají puze C kód na první frekvenci), geinfrmační (pr rychlý sběr dat, mhu využívat služby DGPS), gedetické (fázvé zpracvání nsné vlny), (vjenské, pr speciální aplikace, apd.).

10 Uživatelský segment Měření lze rzdělit na kódvé (přijímač využívá bálky mdulvanéh signálu pr výpčet transitníh času signálu d družice k přijímači) měřenu veličinu je pseudvzdálenst (pseudrange), fázvé (přijímač zpracvává přím nsnu vlnu signálu bez hledu na mdulaci) měřenu veličinu je fázvý dměrek (pslední necelá vlna). Fázvé měření jsu schpny realizvat puze gedetické aparatury, stejně jak kódvé měření P kódu

11 Metdy určení plhy bdu Pdle pužitých veličin na: kódvé, fázvé. Pdle dby ptřebné k získání plhy na: v reálném čase, s následným zpracváním (pstprcessing). Pdle režimu phybu přijímače v průběhu měření na: statické, kinematické.

12 Metdy určení plhy pdle způsbu určení plhy Abslutní autnmní měření jedním neb více přijímači nezávisle na sbě. SPP single pint psitining PPP precise pint psitining Relativní simultánní měření aspň dvu přijímačů, jejichž měření se zpracvává splečně a výsledkem je jejich vzájemný prstrvý vztah (vektr). Diferenční využití známých suřadnic na referenčním bdě k výpčtu krekcí veličin měřených statními přijímači. Kódvé DGNSS Fázvé DGNSS (Real Time Kinematics RTK)

13 Vlivy limitující přesnst GNSS Na měření technlgií GNSS půsbí celá řada systematických faktrů: umělé vlivňvání kvality signálu (SA, AS), chyby suvisející s družicemi, chyby při šíření signálu atmsféru, chyby suvisející s přijímačem, chyby suvisející s místem měření.

14 Dilutin f Precisin (DOP) Gemetrie viditelných družic je důležitým faktrem vlivňujícím dsahvanu přesnst určení plhy. V čase se vlivem phybu družic a přijímače mění. Míru přesnsti pdle kamžité gemetrie družic vyjadřují parametry DOP (Dilutin f Precisin snížení přesnsti). Při vyrvnání plhvé úlhy se vypčte kfaktrvá matice neznámých Pr výpčet parametrů DOP však není ptřeba bservací, puze almanach neb jiné parametry drah družic. Při plánvání bservace technlgií GNSS se prvádí určení parametrů DOP předem. Rzlišují se GDOP, PDOP, HDOP, VDOP, TDOP Ve vyhlášce jsu maximální pužitelné hdnty DOP! Čím menší hdnta, tím lepší přesnst

15 Děkuji za pzrnst