Komunikace MOS s externími informačními systémy Lucie Steinocherová Vedoucí práce: Ing. Václav Novák, CSc. Školní rok: 2009-10
Abstrakt Hlavním tématem bakalářské práce bude vytvoření aplikace na zpracování signálu GPS pro mobilní zařízení a spojení modulu GPS s mobilním zařízením pomocí Bluetooth. Dále bude provedeno měření přesnosti GPS souřadnic v intravilánu a extravilánu. Teoretická část bude věnována popisu satelitní navigaci GPS a její metody zpřesňování. Abstract The main subject of this bachelor paper will be formed application on signal processing GPS for mobile arrangement plus connection modulus GPS with mobile arrangement by the help of Bluetooth. Further will be effected measuring accuracy GPS coordinates in urban area and rural area. Theoretic part will be devoted description satellite navigation GPS and precising of valuation. Klíčová slova MOS GIS GPS Navigace PDA Keywords MOS GIS GPS Navigation PDA 2
Zadání práce V poslední době se ve stále větší míře prosazují Grafické informační systém GIS i ve spojení s MOS (mobilními systémy). Úkolem diplomanta je napsat program pro spojení modulu GPS a navigace PDA a provedení testů měření přesnosti GPS souřadnic v intraviliánu a extraviliánu. Provést rozbor výsledků. Datum zadání: 23. dubna 2009 Předpokládaný datum obhajoby: léto 2010 Úvod Úvod do problematiky Lidé používají navigaci každý den v běžném životě. GPS signál slouží pro stanovení pozice ve vertikálním i horizontálním směru. Velmi důležité je jeho používání v Geodézii a GIS. Určení pozice ale není přesné, může dosahovat odchylky 3 5 metrů [3]. Proto se různými metodami, například za použití referenčních stanic, které se nacházejí na pevném bodě, nebo použitím dalšího satelitního navigačního systému, zpřesňuje. Proč je GPS signál tak nepřesný? Je mnoho vlivů, který ho nepříznivě ovlivňují. Důležitá je konstelace viditelných satelitů, ze kterých přijímáme signál, také jejich množství. Uživatel musí zvolit vhodné místo k měření, nevhodnější je volné prostranství, s dobrým výhledem na oblohu. V zástavbě dochází k vícecestnému signálu. Problém nastává i při zpoždění atomových hodin, které obsahují družice na dráze. Proto je tento čas bedlivě aktualizován. Signál putuje přes atmosféru, kde se jeho signál zpožďuje, díky ionosféře a troposféře. Všechny tyto vlivy a některé další se snaží lidé eliminovat, aby došlo k zpřesnění signálu. Důležitý je i samotný přijímač, jeho kvalita a služby, které dokáže využívat. Některé metody na zpřesnění jsou placené, ty poskytují odchylku od aktuální pozice menší než jeden centimetr, nebo jen pár centimetrů. Tyto služby využívají geodetové, při navigaci letadel, lodí atd. 3
Cíle práce Cílem práce je vytvořit aplikaci, která bude schopna pomocí GPS modulu přijímat a zpracovávat GPS signál a určovat aktuální lokaci. V textové části je hlavní cíl porovnat mezi sebou přesnost samotného GPS signálu a jeho dalších možností zpřesňování pozice. Jako je použití referenčních stanic - DGPS, systém WAAS, evropský EGNOS a český CZEPOS [1]. Přehled literatury O signálu GPS se již napsalo mnoho informací. Z tištěné literatury je vhodná kniha od pana Petra Rapanta: Družicové polohové systémy [1]. Z periodicky vydávané literatury se zabývá geodetickým oborem časopis Zeměměřič [3]. Další kvalitní informace jsou prezentovány na webových stránkách věnující se nejenom GPS signálu. Většinou se jedná o výrobce GPS přijímačů, jako firma TRIMBLE [2] nebo provádějí každodenní měření GPS signálu [4]. Analýza problému Východiska řešení Signál GPS se používá po celém světě a proto je o něm napsáno mnoho informací. Výhodnější je čerpat z aktualizovaných webových stránek, protože se stále obměňuje a spouští se nové frekvence pro přenos. Metodika Prvním krokem byl nastudování dostupných informací o GPS signálu, o družicích, chyb a jeho zpřesňování. Další krok byl zjistit všechny komerční i nekomerční metody pro zpřesňování určení pozice. Tyto výsledky byly dále zpracovávány a data o odchylkách těchto metod zanesena do tabulek. 4
Druhý krok se zaměřuje na aplikaci. GPS modul bude komunikovat s mobilním zařízením pomocí technologie Bluetooth. Po zpracování signálu (věty) NMEA, který vysílají družice a obsahuje informace potřebné k určení polohy. Aktuální pozice bude zobrazena přímo v mapě. Co je již hotovo Již je zpracovaná textová část, která popisuje historii a současnost navigačního satelitního systému GPS. Také porovnání přesností jednotlivých metod zpřesňování GPS signálu. Co je třeba ještě udělat Naprogramovat aplikaci, která bude určovat aktuální pozici. Provést pomocí této aplikace měření v intraviliánu a extraviliánu. Rozbor výsledků. Seznam literatury [1]: RAPANT, Petr. Družicové polohové systémy [online]. VŠB TU, Ostrava, 2002 [cit. 2010-02-05]. ISBN 80-248-0124-8. 200 stran, Dostupné z WWW: <http://gis.vsb.cz/dokumenty/ugis>. [2] Trimble [online]. 2009 [cit. 2010-02-05]. Dostupný z WWW: <http://www.trimble.com/>. [3] Zeměměřič [online]. 2009 [cit. 2010-02-05]. Dostupný z WWW: < http://www.zememeric.cz/> [4] KOWOMA [online]. 19.4.2009 [cit. 2010-02-06]. Dostupný z WWW: <http://www.kowoma.de/en/gps/index.htm>. 5
[5] MSDN: Microsoft Developer Network [online]. 2009. USA: Microsoft, 2009, 2009 [cit. 2010-02-06]. Dostupný z WWW: <http://msdn.microsoft.com/cscz/default.aspx>. 2009 Microsoft Corporation. 6