Jak funguje GPS. Kapitola6. Jak funguje GPS 6-1

Podobné dokumenty
Kapitola 6. Jak funguje GPS. Historický úvod- obsah. Historickýúvod Měření zeměpisné délky a šířky. Zeměpisná šířka je snadná

Geoinformační technologie

Principy GPS mapování

GPS - Global Positioning System

Ing. Jiří Fejfar, Ph.D. GNSS. Globální navigační satelitní systémy

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Elektronická podpora zkvalitnění výuky CZ.1.07 Vzděláním pro konkurenceschopnost

2012, Brno Ing.Tomáš Mikita, Ph.D. Geodézie a pozemková evidence

Globální družicový navigační systém

Matematika (a fyzika) schovaná za GPS. Global Positioning system. Michal Bulant. Brno, 2011

Vysoká škola báňská Technická univerzita Ostrava Hornicko-geologická fakulta Institut geodézie a důlního měřictví GEODÉZIE II

Odhad stavu matematického modelu křižovatek

R2.213 Tíhová síla působící na tělesa je mnohem větší než gravitační síla vzájemného přitahování těles.

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Elektronická podpora zkvalitnění výuky CZ.1.07 Vzděláním pro konkurenceschopnost

Úvod do mobilní robotiky AIL028

Nadpis: GPS Najdi si cestu

GPS navigace. Navigace v mobilních telefonech je trendem posledních několika let, kdy používání navigací umožňují takzvané chytré telefony.

Zdroje dat GIS. Digitální formy tištěných map. Vstup dat do GISu:

Global Positioning System


GPS. Uživatelský segment. Global Positioning System

GEODÉZIE VYŠŠÍ ODBORNÁ ŠKOLA STAVEBNÍ STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ VYSOKÉ MÝTO. Přípravný kurz k vykonání maturitní zkoušky v oboru Dopravní stavitelství

GPS Manuál. Tato příručka je vánoční dárkem Orlíků pro oddíl.

URČENÍ POLOHY. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Prima - Měření veličin

MAPA Zmenšený obraz povrchu Země

Země třetí planetou vhodné podmínky pro život kosmického prachu a plynu Měsíc

Daniel Štumpf. Jak funguje GPS

Globální polohové a navigační systémy

EINSTEINOVA RELATIVITA

lní model gravitačního pole z inverze dráhových dat družic CHAMP, GRACE a GOCE

GEOGRAFICKÁ SLUŽBA ARMÁDY ČESKÉ REPUBLIKY

pohyb hvězdy ve vesmírném prostoru vlastní pohyb hvězdy pohyb, změna, souřadné soustavy vzhledem ke stálicím precese,

Obr. 4 Změna deklinace a vzdálenosti Země od Slunce v průběhu roku

Kinematika Trajektorie pohybu, charakteristiky pohybu Mirek Kubera

SYSTÉM GALILEO. Jakub Štolfa, sto231

Galileo evropský navigační družicový systém

GNSS korekce Trimble Nikola Němcová

Datová analýza. Strana 1 ze 5

EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) Prezentace do předmětu Geografické informační systémy

Identifikace práce. Žák jméno příjmení věk. Bydliště ulice, č.p. město PSČ. Škola ulice, č.p. město PSČ

Matematika (a fyzika) schovaná za GPS

VESMÍR. Vesmír vznikl Velkým Třeskem (Big Bang) asi před 14 (13,8) miliardami let

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Elektronická podpora zkvalitnění výuky CZ.1.07 Vzděláním pro konkurenceschopnost

Základní jednotky v astronomii

14. Elektronická navigace od lodní přes leteckou po GPS principy, vlastnosti, technické prostředky

GPS přijímač. Jan Chroust

Jak funguje satelitní navigační systém (GPS)

Měření satelitů. Satelitní přenos je téměř nejpoužívanější provozování televize v Norsku. Protože Norsko má malou hustotu osídlení a členitý terén.

CCI.GPS. Nastavení GPS a geometrie traktoru. Návod k obsluze. Reference: CCI.GPS v1.0

R5.1 Vodorovný vrh. y A

GPSnavigator. mija. Jednoduchý návod na postavení GPS navigátoru z MLAB modulů a GPS modulu LEADTEK LR9552

Aplikovaná matematika I

Stavový model a Kalmanův filtr

METODA PŮLENÍ INTERVALU (METODA BISEKCE) METODA PROSTÉ ITERACE NEWTONOVA METODA

ZÁKLADY ROBOTIKY Úvod do mobilní robotiky

Návrh nelineárního systému odhadu v úlohách filtrace, predikce a vyhlazování

Vyhodnocení měření, která byla prováděna v Chorvatsku od Pro měření byl použit sextant:

2.3 Princip satelitní navigace

Rozhledy matematicko-fyzikální

Využití GPS pro optimalizaci pohonu elektromobilů

VY_32_INOVACE_06_III./17._PLANETY SLUNEČNÍ SOUSTAVY

1. Zakroužkujte správnou odpověď U každé otázky zakroužkujte právě jednu správnou odpověď.

9 MODERNÍ PŘÍSTROJE A TECHNOLOGIE V GEODEZII

OBSAH 1 Úvod Fyzikální charakteristiky Zem Referen ní plochy a soustavy... 21

Úloha 3: Určení polohy z kódových měření


Cena celkem včetně DPH. E Kč H Kč 52902P ,2 714 Kč Cena bez DPH Cena celkem včetně DPH.

Permanentní sítě určování polohy

Rotace zeměkoule. pohyb po kružnici

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE

Navigace využívající družicové systémy

Fakulta výrobních technologií a managementu HISTORIE VESMÍRNÉHO VÝZKUMU

Program pro astronomy amatéry. Hvězdárna v Rokycanech Karel HALÍŘ duben 2006

Pracovní list Název projektového úkolu VESMÍRNÉ OTÁZKY A ODPOVĚDI Třída V. Název společného projektu MEZI NEBEM A ZEMÍ

Evropský navigační systém. Jan Golasowski GOL091

Digitální učební materiál. III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Příjemce podpory Gymnázium, Jevíčko, A. K.

PŘÍLOHA. nařízení Komise v přenesené pravomoci,

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE

Předmět: ZEMĚPIS Ročník: 6. ŠVP Základní škola Brno, Hroznová 1. Výstupy předmětu

Fyzika 1 - rámcové příklady Kinematika a dynamika hmotného bodu, gravitační pole

Výpočet vzdálenosti Země Slunce pozorováním přechodu Venuše před Sluncem

Ukázkové řešení úloh ústředního kola kategorie EF A) Úvodní test

Leica 4/2006 GLONASS. Proč nyní? Vážení přátelé!

Galaxie - Mléčná dráha - uspořádaná do tvaru disku - zformovala se 3 miliardy let po velkém třesku - její průměr je světelných let

PLANETA ZEMĚ A JEJÍ POHYBY. Maturitní otázka č. 1

DSY-4. Analogové a číslicové modulace. Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

Přijímací zkouška pro nav. magister. studium, obor učitelství F-M, 2012, varianta A

Vesmír pohledem Hubblova teleskopu

Pozn. 1. Při návrhu aproximace bychom měli aproximační funkci vybírat tak, aby vektory ϕ (i) byly lineárně

KINEMATIKA HMOTNÉHO BODU. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Mechanika - 1. ročník

Kód uchazeče ID:... Varianta: b. 1. Z původní ceny byl výrobek zlevněn o 10 % a potom ještě o 8 % nové ceny.

Identifikace práce prosíme vyplnit čitelně tiskacím písmem

Hledejte kosmickou plachetnici

Osnova Motivace Jak to funguje Seznam a popis misí Animace Obrázky Shrnutí. Astronomický ústav Univerzity Karlovy, Univerzita Karlova v Praze

Astronavigace. Zdeněk Halas KDM MFF UK, Aplikace matem. pro učitele

ÚSTAV AUTOMATIZACE A MĚŘICÍ TECHNIKY Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií Vysoké učení technické v Brně

10)(- 5) 2 = 11) 5 12)3,42 2 = 13)380 2 = 14)4, = 15) = 16)0, = 17)48,69 2 = 18) 25, 23 10) 12) ) )

KINEMATIKA. 18. ROVNOMĚRNÝ POHYB PO KRUŽNICI III. Úhlová rychlost. Mgr. Jana Oslancová VY_32_INOVACE_F1r0218

MODERNÍ METODY CHEMICKÉ FYZIKY II (Přednáška 8) Stručná historie měření času (od kyvadel k frekvenčním hřebenům)

Navigační satelitní systémy v železniční zabezpečovací technice?

Program. Einsteinova relativita. Černé díry a gravitační vlny. Původ hmoty a Higgsův boson. Čemu ani částicoví fyzici (zatím) nerozumí.

Transkript:

Kapitola6 Jak funguje GPS 6-1

Historický úvod- obsah Historickýúvod Měření zeměpisné délky a šířky Historický úvod 6-2

Zeměpisná šířka je snadná Historický úvod 6-3

Jak změřit zeměpisnou šířku? odpověď se hledala také na nebi katalog zatmění slunce nebo měsíce Galileo Galilei(1564-1642) katalog pohybů čtyř největších Jupiterových měsíců dalekohledováhelma 22.10.1707- ztráta 4 anglických válečných lodí u souostroví Scilly v důsledku špatné navigace 1714- Longitude Act, Longitude Board, vysoká finanční odměna Historický úvod 6-4

Význam přesného měření času John Harrison(1693-1776)- tesař a výrobce věžních hodin žádné formální vzdělání vím,ževlondýnědnesvycházísluncev6hodin namořijsemzměřil,ževyšlov7,30podlehodinukazujícíchčasv Londýně kdejsem? problémjevtom,jakmocselzespolehnoutnapřesnosthodin Historický úvod 6-5

Harrisonovy hodiny a hodinky Historický úvod 6-6

GPS-obsah GPS Rozmístění družic Signál z družice První odhad polohy Kálmánův filtr GPS 6-7

Global Positioning system ve správě USA vlastní systémy mají také Čína, Evropa, Rusko, Indie, Japonsko,... budován od roku 1980 voperačnífáziodroku1993 24družicnašestidrahách,4družicenajedné vzdálenost trojnásobek poloměru Země dva oběhy během jednoho dne zkaždéhomístanazemivkaždémokamžikuaspoň4viditelné GPS 6-8

Oběžné dráhy družic pohledzvesmíru-str.259 pohledzestředuzemě-str.260 pohledzestředuzeměnajedensatelit-str.261 jakjsouvidětsatelityzjednohobodunazemi-str.271,272,273 GPS 6-9

Signál z družice každá ružice vysílá každou milisekundu signál signálmá1023bitůajenafrekvenci10,23mhz obsahujesouřadnicesatelitu (x ( i),y ( i),z ( i))ačasnasatelitu časnasatelitujeměřenspřesností10 9 s za1nssvětlourazídráhu přijímačjeněkdenazemivbodě (X,Y,Z)azískátakvzdálenost d ( i) = od satelitu i (X x ( i)) 2 + (Y y ( i)) 2 + (Z z ( i)) 2 GPS 6-10

Jakéjsoustímproblémy? GPS 6-11

Korekce času v přijímači časvpřijímačiselišíodcentrálníhočasuvgpsoδt takže vzdálenost od satelitu i je ve skutečnosti d ( i) = (X x ( i)) 2 + (Y y ( i)) 2 + (Z z ( i)) 2 +c δt řešíme tedy soutavu nejméně 4 nelineárních rovnic o 4 neznámých X,Y,Z, δt společné řešení s vysokou pravděpodobností neexistuje GPS 6-12

Linearizace první aproximaci polohy přijímač volí ve středu Země a časový posun0,tj.třeba (X 0,Y 0,Z 0, δt 0 ) = (0,0,0,0) poté spočte první aproximaci polohy a časového posunu (X 1,Y 1,Z 1, δt 1 ) GPS 6-13

Použití metody nejmenších čtverců dostanenovýdohadpolohy (X 1,Y 1,Z 1, δt 1 )acelýpostupopakuje dělátotakdlouho,dokudsenásledujícíodhadypolohyaδtpříliš neliší 1ms chyby v odhadu časového rozdílu znamená 300 km GPS 6-14

O Kálmánově filtru Kálmánův filtr je jeden z nevíce používaných algoritmů od druhé poloviny 20. století původně byl navržen pro řízení vesmírných letů a první významné použití bylo v programu Apollo pilotovaných letů na Měsíc jde o odhad polohy pohybujícího se objektu Kálmánův filtr používá dva typy rovnic GPS 6-15

Polohová a stavová rovnice proodhadpolohyobjektunazákladěměřenívčasejřešísoustavu A j x j =b j dále na základě dosavadních výpočtů odhadne polohu x j+1 =F j x j +c j v následujícím časovém okamžiku na základě dynamiky pokybu druhé rovnici se říká stavová rovnice tento odhad se pak koriguje na základě nových měření A j+1 x j+1 =b j+1 GPS 6-16

Průběh Kálmánova filtru střídání předpovědi a korekce včaseiodhadnepolohu ˆx i i 1 pomocístavovérovnice ˆx i i 1 =F i 1ˆx i 1 i 1 +c i nazákladěvšechměřeníaždočasui 1včetně pakodhadkorigujenazákladěnovéhoměřeníb i včasei ˆx i i = ˆx i i 1 +K i (b i A iˆx i i 1 ) střídání odhadu a korekce říká se tomu také rekursivní nejmenší čtverce GPS 6-17

JaksebudechovatGPSvtunelu? GPS 6-18

Jiné použití- sledování minometného granátu GPS 6-19