To tylko jedna z 6 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Systemy GNSS
Rodzaje systemów
Globalny system nawigacji satelitarnej (GNSS – ang. Global Navigation Satellite System)
składa się z dwóch podstawowych elementów: segmentu kosmicznego oraz segmentu
naziemnego. Ponadto funkcjonują szeroko rozumiane segmenty kontrolne, przez niektórych
uważane za części segmentu naziemnego. Aktualnie na świecie funkcjonują i są w fazie
operacyjnej:
GPS-NAVSTAR (ang. Global Positioning System – Navigation Satellites with Timing
and Ranging),
GLONASS,
ponadto trwają intensywne prace nad uruchomieniem systemów:
Galileo,
Compass,
Gagan,
i innych.
W amerykańskim systemie GPS-NAVSTAR segment kosmiczny składa się obecnie z 32
satelitów (początkowo zakładano 24 czynne i 5 zapasowych), krążących na 6 prawiekołowych orbitach na wysokości 20 200 km, o nachyleniu 55o do równika. Parametry te
zostały dobrane tak, aby w każdym miejscu na Ziemi widoczne były zawsze minimum 4
satelity systemu GPS. Okres obiegu satelitów w orbitach wynosi ok. 12 h. Satelity emitują
fale elektromagnetyczne w dwóch częstotliwościach L1 i L2 (planowane jest wprowadzenie
trzeciej – L5) dobranych tak, aby eliminować wpływ jonosfery na prędkość rozchodzenia się
fal. Na pokładzie satelitów znajdują się ponadto precyzyjne zegary atomowe (czas GPST –
ang. GPS Time).
Rosyjski system GLONASS operuje na 20 (początkowo zakładano 24) satelitach segmentu
kosmicznego, rozmieszczonych na 3 prawie-kołowych orbitach na wysokości 19 100 km,
o nachyleniu 64,8o do równika. Okres obiegu satelitów wynosi nieco ponad 11 h.
Źródło: http://www.epncb.oma.be/ (2009)
Europejski (ESA) system Galileo docelowo ma posiadać 30 (27 czynnych i 3 zapasowe)
satelitów równomiernie rozmieszczonych na 3 orbitach na wysokości 23 200 km,
o nachyleniu 56o do równika. Obecnie system jest w fazie rozruchu – na swoich orbitach
znajdują się 2 pierwsze satelity.
We wszystkich trzech systemach satelity segmentu kosmicznego transmitują na Ziemię fale
elektromagnetyczne. w skład segmentu naziemnego wszystkich tych systemów wchodzą
sieci odbiorników naziemnych, które odbierając sygnały satelitarne dokonują obliczenia
odległości do satelitów, których współrzędne są znane. w ten sposób, na zasadzie
przestrzennego wcięcia liniowego wyznaczana jest pozycja każdej stacji naziemnej. z racji
funkcjonowania na pokładach satelitów GNSS precyzyjnych zegarów atomowych opartych
o wzorce cezowe i rubidowe, systemy te służą również globalnej dystrybucji czasu
atomowego, poprzez odbiorniki naziemne.
Wykres po prawej przedstawia widoczność satelitów GPS i GLONASS nad stacją
referencyjną LODZ, znajdującą się w centralnej części Polski. Widać wyraźnie, że nad
polskim niebem satelity GNSS widoczne są przede wszystkim nad południowym horyzontem.
Organizacje międzynarodowe odpowiedzialne za GNSS
W styczniu 1994 roku powołano w ramach IAG (ang. International Association of Geodesy –
Międzynarodowa Asocjacja Geodezji) Międzynarodową Służbę GPS (IGS – ang.
International GPS Service), później przemianowaną na
(…)
… precyzji. Służba IGS dostarcza poprzez swoją witrynę
internetową następujących produktów:
efemerydy satelitów GPS i GLONASS,
współrzędne i prędkości stacji IGS,
parametry zegarów satelitów i stacji IGS,
parametry EOP (ruchu obrotowego Ziemi),
parametry jonosfery (mapy TEC – ang. Total Electron Content),
paramery troposfery (opóźnienie troposferyczne – ZPD – ang. Zenith Path Delay).
Zasada i metodyka pomiarów GNSS
W systemach GNSS zastosowano rozwiniętą w latach 70-tych metodę dystrybucji sygnałów
satelitarnych – fal elektromagnetycznych, służących do określania odległości od satelitów do
anten, których pozycję chcemy wyznaczyć. Za przodka obecnych systemów GNSS można
uznać system TRANSIT, w którym wykorzystywano efekt Dopplera do pomiaru odległości
do satelitów. Aktualnie wykorzystuje się powszechnie w tym celu (jednakże nie są to jedyne
stosowane metody) dwie metody określania odległości: kodową i fazową.
W metodzie kodowej na sygnał satelitarny nakładany jest specjalny kod (poprzez modulację)
– w przypadku systemu GPS wykorzystywane są 2 kody: C/A (ang. Coarse Aquisition – kod
mniej dokładny) i P (ang. Precise – kod precyzyjny). Mierząc czas propagacji fali
elektromagnetycznej (wiemy…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)