Transcript Global Positioning System (GPS)

GLOBAL POSITIONING SYSTEM
(GPS)
Elektronika u geodeziji 2012/2013
GPS
Global positioning system
 Sistem za satelitsku navigaciju u
prostoru, koji pruza informacije o
lokaciji bilo gdje na povrsini Zemlje, u svim
vremenskim uslovima.
 Navigacija je moguca ukoliko postoji neometana linija
opticke vidljivosti izmedju GPS prijemnika i najmanje
4 satelita.
 GLONASS (GLObal Navigation Satellite System)
koristi ga ruska vojska. Od 2007 u komercijalnoj
upotrebi.
 Galileo – EU program
 Compass – China…

GPS - UPOTREBA
Vojna, civilna i komercijalna upotreba
 1994. – Potpuno operativan sa 24 satelita u orbiti
Zemlje.
 Transport, nautika, planinarenje, padobranstvo...

GPS U GEODEZIJI
Mjerno sredstvo u geodeziji
 Mapiranje zemljista
 Pravljenje geodetskih planova i karti…

GPS – NAVIGACIONI SIGNALI (1)

Frekvencije emitovanja signala:





L1 (1575.42 MHz) – za kombinaciju navigacione
poruke, C/A koda i P-koda
L2 (1227.60 MHz) – P-kod
L3 (1381.05 MHz) – vojni program; detekcije
lansiranja projektila i nuklearnih detonacija
L4 (1379.913 MHz) – u razmatranju
L5 (1176.45 MHz) – predlozen za dodatne primjene
(start na novim satelitima od 2008.)
GPS – NAVIGACIONI SIGNALI (2)
GPS - TEHNOLOGIJA
Paralelni visekanalni dizajn
 Jedan kanal – jedan satelit
 Kratko vrijeme pronalazenja satelita
 Velika preciznost

GPS – PRINCIP RADA (1)
GPS prijemnik racuna svoju poziciju na osnovu
poruka koje prima od satelita.
 Poruka koju dobija ukljucuje:

Vrijeme slanja poruke
 Ephemeris – orbitalna pozicija na osnovu koje se
racuna gdje se nalazio satelit u trenutku slanja
poruke
 Almanac:

Pomaze prijemniku da generise listu vidljivih satelita
 GPS time (po UTC standardu)
 Podaci o polozaju satelita
 Korekcija greske

GPS – PRINCIP RADA (2)
Prijemnici neprestano dobijaju poruke od satelita
 Udaljenost satelita – brzina svjetlosti x vrijeme
putovanja poruke.
 Satelit – atomski sat
 Prijemnik – kvarcni sat

GPS – PRORACUN POZICIJE (1)
Geografske koordinate bazirane na WGS84
Svjetskom geodetskom sistemu.
 Vrijeme slanja poruke:

GPS zero time – 06. januar 1980, 0:00:00 (UTC time)
 Format – broj dana protekao od zero time (13 –bit,
traje do 2137. godine kad postaje nula)
 1999. - broj dana bio nula

GPS – PRORACUN POZICIJE (2)




Prijemnik identifikuje signal sa svakog pojedinog satelita i
mjeri vrijeme putovanja poruke, tako sto generise internu
digitalnu sekvencu, isto kao kod satelita. Zatim mijenja
fazu tog signala dok se ne podudari sa primljenim
signalom.
Vrijeme do trenutka podudaranja
je vrijeme putovanja poruke.
Pseudoudaljenost – udaljenost
izmedju prijemnika i satelita.
Pretpostavka – interni sat prijemnika je tacan, iako sadrzi
nepreciznost (kvarc).
GPS – PRORACUN POZICIJE(2)
GPS – FAKTORI KOJI UNOSE GRESKU
Atmosferski efekti (vlaznost – teska za korekciju)
 Nepreciznost casovnika
 Visestruke putanje signala (reflektovanje signala
od raznih povrsina)
 Nepreciznost podataka o poziciji satelita
(navigaciona poruka se emituje jednom u 12.5
minuta!)
 Numericke greske pri izracunavanju
 Ukupna greska – 15m!

GPS – POBOLJSANJE PRECIZNOSTI

Augmentacija
Daje dodatne informacije o faktorima koji unose
gresku.
 WAAS (razvijen za potrebe FAA) – mreza referentnih
fiksnih stanica
 LAAS – sistem koji pokriva oblast oko aerodroma


Diferencijalni GPS
Koristi prijemnike sa fiksnim stanicama cije su
koordinate poznate.
 Poredi se stvarna pozicija sa fiksnom i minimizuje
greska.
