Transcript GPS - STREDNÁ ODBORNÁ ŠKOLA AUTOMOBILOVÁ
Stredná odborná škola automobilová Moldavská cesta 2 041 99 Košice ITMS kód projektu: 26110130264 Projekt je financovaný zo zdrojov EÚ.
Moderné vzdelávanie pre modernú spoločnosť.
OBSAH
Základné princípy satelitnej navigácie
Globálny navigačný systém Galileo v Európskej únii
Elektrotechnika motorových vozidiel pre navigačné systémy
Navigačný zariadenie GARMIN StreetPilot 2720
Základné princípy satelitnej navigácie
Navigácia
je súhrnný názov pre postupy, ktorými kdekoľvek na zeme guli, mori alebo vo všeobecnosti v nejakom priestore (ešte všeobec nejšie v nejakej situácii) môžeme stanoviť svoju polohu (alebo polohu iného prepravovaného objektu) a nájsť cestu, ktorá je podľa zvo lených kritérií najvhodnejšia (napríklad: najrýchlejšia, najkratšia, atď.). Termín je odvodený z latin ského slova
navis,
ktorý v preklade znamená
loď.
Pôvodne slovo zname nalo plavbu po mori.
Význam sa me tomicky preniesol na zisťovanie polohy a smeru trasy a meta foricky sa rozšíril na ďalšie druhy dopravy a ďalšie činnosti.
Navigácia môže byť vykonávaná napríklad týmito spôsobmi:
osobným dorozumievaním (osoba znalá miesta, sprievodca), pomocou orientačného značenia (dopravné značenie, turistické značenie, označovanie ulíc, označovanie domov, vlastné značenie, atď.), porovnávajúcou navigáciou – porovnávanie terénu a máp, hĺbkomeru, námorných máp, terrestricky pomocou kompasu (magnetický alebo gyroskopický), astronomicky pomocou polohy Slnka, Mesiaca, a hviezd – pomocou sextantu (sextant je prenosný prístroj na meranie uhlovej vzdialenosti dvoch telies alebo uhla výšky nebeských telies nad horizontom), kompasu a hodín, rádionavigačnými prístrojmi – pomocou rádiomajákov, meračov vzdialenosti a rádiokompasu, pozemným navigačným systémom – napríklad Lora, OMEGA, satelitným navigačným systémom – napríklad: GPS, GLONASS, Galileo.
Rovnobežky a poludníky
Poludníky: hlavný alebo Greenwich Dôležité rovnobežky južný pól južný polárny kruh obratník kozorožca rovník 90 ° j.z.š.
66 °33' j.z.š.
23 °27' j.z.š.
0 ° z.š.
obratník raka severný polárny kruh severný pól 23 °27' s.z.š.
66 °33' s.z.š.
90 ° j.z.š.
Rovník a hlavný poludník
rovník hlavný poludník
Zemepisná šírka-latitude a dĺžka-longtitude
Zemepisná šírka
je uhlová vzdialenosť meraná od rovníka. Udáva sa v stupňoch od 90 ° južnej zemepisnej šírky (j.z.š.) po 90 severnej zemepisnej šírky (s.z.š.). Body s rovnakou zemepisnou šírkou tvoria kružnicu zvanú
rovnobežka
.
°
Zemepisná dĺžka
miesta na zemskom povrchu je uhlová vzdialenosť na východ alebo západ od
hlavného poludníka
alebo
Greenwich poludníka
. (Hlavný poludník je poludník (priamka zemepisnej dĺžky), na ktorej zemepisná dĺžka je definovaná na 0 ° . Hlavný poludník a jeho 180 poludník (180 tvoria veľký kruh, ktorý rozdeľuje planétu Zem na východnú a západnú hemisféru-pologuľu. Medzinárodným dohovorom, hlavný poludník prechádza kráľovským observatóriom v Anglicku, Greenwich (pri 51 ° 28'38 "N, 0 ° Londýn, Veľká Británia, známy ako ° zemepisnej dĺžky) 00'00" E), na juhovýchode
medzinárodný poludník meridian alebo Greenwich poludník-meridian.
Určenie nadmorskej výšky - altitude
GPS navigačné systémy
Všeobecne navigačný systém je technické zariadene, ktoré nám pomáha nájsť konkrétne miesto na našej planéte.
GPS (Global Positioning System):
• je to názov amerického navigačného systému, • označuje metódu na určenie polohy cieľov na našej planéte, • tento systém využívajú rôzny výrobcovia satelitných navigačných systémov a má použitie pre vojenské alebo civilné ciele.
Prenosné navigačné zariadenie
Navigačné zariadenie do auta
Navigačné zariadenie do auta
Navigačné zariadenie do auta
Navigačné zariadenie na motorke
Navigačné zariadenie smartphone
Prenosné navigačné zariadenie
Navigačné zariadenie do auta
Navigačné zariadenie do auta
Riadenie navigačným zariadením
Mapa navigácie na PC
Mapa navigácie na PC
Ako vybrať GPS navigáciu
?
Rozhodujúcimi základnými parametrami sú:
• operačný systém, • procesor, • displej, jeho farebnosť, rozlíšenie, čiteteľnosť, • pamäť interná a externá, • samotný GPS prijímač, • rozšírenie a sloty pre externé pamäťové karty, • možnosti pripojenia: Bluetooth , USB, WIFI, • batéria, • rozmery GPS navigačného systému, • hmotnosť.
GPS navigačné systémy a ich funkcie:
Pri rozšírených funkciách GPS navigačných systémov sa riadime podľa našich individuálnych potrieb. Na výber máme GPS navigácie od najjednoduchších modelov až po GPS navigácie s integrovanými kamerový mi systémami.
Rozšírené funkcie navigačných systémov:
automatický svetelný senzor, vstavaná funkcia TMC (pre aktualizáciu dopravných informácií), FM vysielačka (závisí od povolenia v jednotlivých krajinách), GPS softvérové mapy, asistent pre výber správneho jazdného pruhu, reálne náhľadové obrázky zložitejších dopravných riešení a križovatiek, inteligentné vyhľadávanie cieľových miest, upozornenie na obmedzenia rýchlosti, asistent pre pomoc v núdzi, ktorý zobrazí najbližšie policajné stanice, nemocnice a podobne, číta nie textu a hlasová navigácia, záruky aktuálnych máp.
Kvalitné navigačné systémy GPS – výrobcovia:
Asus, Becker, Blaupunkt, DreimGO, Dynavix, EVOLVE, Garmin, GoClever, Holux, Kenwood, Mapfactor,TomTom, MyGuide, Navigon, Navon, Mio, VDO Dayton.
Základné princípy satelitnej navigácie
Satelitná navigácia je metóda, ktorá
využíva globálny navigačný satelitný systém GNSS (Global Navigation Satellite System)
pre presné určenie polohy a času na ľubovoľnom mieste na Zemi. Satelitné navigačné prijímače v súčasnosti využívajú súkromné osoby a podniky na lokalizáciu, navigáciu, zame riavanie a určovanie presného času aj pre rekreačné a komerčné aplikácie.
Základná funkcia satelitnej navigácie
1.
2.
GNSS navig
ačné
systémy využívame na určovanie
:
GNSS (Global Navigation Satellite System) je globálny satelitný navigačný systém Presnej polohy (zemepisná dĺžka, šírka a nadmorská výška súradnice) s presnosťou cca 20 metrov.
Presného času (Universal Time Coordinated, UTC) s presnosťou cca 60ns.
1.
2.
3.
Počas vývoja systému GPS, osobitný dôraz sa kládol na tieto tri aspekty:
GPS musí poskytnúť užívateľom možnosť určiť polohu, rýchlosť a čas, či už v pohybe alebo v kľude. GPS musí poskytovať informácie globálne, všetky v 3-rozmernom priestore s vysokým stupňom presnosti. GPS musí poskytnúť potenciál pre civilné použitie.
O GPS – Global Positioning system
GPS je celosvetový dr užicový navig ačný systém a sl úži pre u rčenie oka mžitej polohy a času .
Vyznačuje sa možnosťou pracovať kdekoľvek na Zemi, je nezávislý na počasí, dennej či nočnej dobe, bez rozlíšenia hraníc štátov. Je charakte ristický vysokou presnosťou, ktorá sa pohybuje v toleranciách +/- 5 m. (Túto presnosť treba posu dzovať s vedomím, že družice sú vo výške 20186 km, že z tejto výšky sa pomocou merania doby prenosu signálu medzi satelitom a prijímačom na zemskom povrchu vypočítava poloha s prihliad nutím na posun satelitov po svojej dráhe).
Logá systému GPS
Štruktúra systému GPS
Systém GPS je tvorený tromi zložkami:
Kozmická zložka systému GPS
Kozmická
zložka GPS systému je tvorená sústavou družíc rozmiestnených na šiestich obežných dráhach vysielajúcich navigačné signály . Ako bolo spomenuté už skôr, systém je tvorený 24 družicami, z ktorých je 21 navigačných a tri sú aktívne záložné. Družice obiehajú vo výške 20 168 ktorý zopakujú za 11 h 58 min km nad povrchom a majú rovnakú vzájomnú polohu nad daným bodom, . Každá družica je vybavená prijímacou a vysielacou anténou , atómovými hodinami, palivom pre trysky pohonu, akumulátormi , ktoré majú k dispozícii solárne panely s plochou 7,2m a vysiela informácie 2 a radom ďalších prístrojov, ktoré slúžia pre navigáciu alebo iné špeciálne účely (napr. pre detekciu výbuchu jadrových náloží). Družica prijíma, spracováva, uchováva z/do pozemného riadiaceho centra, na základe ktorých môže korigovať svoju dráhu tryskami alebo informuje o svojom stave riadiace centrum. Družice bloku II sú vybavené ochranou proti elektromagnetickému impulzu pri jadrovom výbuchu. Každá z družíc váži približne 900 kg jednej je odhadovaná na približne 50 miliónov dolárov .
a cena
Riadiaca zložka systému GPS
Riadiaca zložka je zodpovedná za plynulý chod celého systému. Táto zložka je tvorená systémom hlavnej riadiacej stanice, štyroch monitorovacích pozemných staníc umiestnených v rôznych častiach sveta a troch vysielacích staníc, ktoré komunikujú s družicami. Hlavná riadiaca stanica (MCS - Master Station Control) je umiestnená v opevnenom bunkri v skalistých horách blízko leteckej základni
Falcon
dráh (
efemeridy
v Colorade
a má špeciálnu ochranu. Monitorovacie stanice pasívne sledujú družice, prijímajú ich dáta, a tieto predávajú informácie MCS. Na základe prijatých dát sú vypočítané presné parametre obežných ) a korekcie hodín pre jednotlivé družice. Vysielacie stanice potom tieto parametre minimálne raz denne odovzdajú družiciam. Tie potom vysielajú pomocou rádiových signálov efemeridy svojich obežných dráh a presný čas užívateľom do GPS prijímačov.
Užívateľská zložka systému GPS
Užívateľská zložka
predbežné výpočty je tvorená GPS prijímačmi, samotnými užívateľmi, vyhodnocovacími nástrojmi a postupmi potre-bnými k vyhodnoteniu meraní. GPS prijímače vykonajú na základe prijatých signálov z družíc štyroch družíc.
polohy, rýchlosti a ča su.
Pre výpočet všetkých súradníc je potrebné prijímať signály aspoň zo
Prijímače sa delia na jednokanálové a viackanálové.
Jednokanálové prijímače sú vybavené len jedným vstupným kanálom, takže pri sledovaní viacerých družíc musia postupne prepínať tento vstupný kanál na jednotlivé družice. Viackanálové prijímače majú dostatočný počet vstupných kanálov, aby mohli súčasne sledovať všetky dostupné družice a tým zvyšovať presnosť výpočtu. Jednou zo základných úloh GPS je navigácia v trojrozmernom priestore. V poslednom posledných piatich rokoch.
č ase nastal prudký rozvoj výroby GPS prijímačov v ručnom prevedení, ktorý by sa dal porovnať s rozvojom mobilnej komunikácie v
Princíp merania časovej doby signálu
Vzdialenosť blesku od nás určíme nasledujúcim matematickým vzorcom:
distance = travel time • speed of sound
,čo znamená, že vzdialenosť blesku od nás vypočítame tak, že čas doby zvukového signálu hromu, ktorý vygeneruje blesk až po dobu kedy sa signál zvuku hromu dostane k nám do uší (doba času dĺžky zvuku hromu od vzniku blesku až po dobu kedy sa zvuk dostane k nám do uší) vynásobíme rýchlosťou zvuku. Rýchlosť zvuku je cca 330m/s.
Základné princípy satelitnej navigácie
Satelitné navigačné systémy používajú rovnaké základné princípy pre určenie súradníc:
•
Satelity majú známu polohou vysielania pre pravidelný časový signál.
•
Na základe merania času doby rádiových vĺn (elektromagnetické signály šíriace sa vesmírom rýchlosťou svetla c = 300000km / s) pozícia prijímača je vypočítaná.
Princíp fungovania satelitnej navigácie s jedným vysielačom
Vzdialenosť D vypočítame násobením časovej doby Travel Time svetla c:
D =
.c
rýchlosťou
Princíp fungovania satelitnej navigácie s dvoma vysielačmi
Nasledujúca rovnica udáva ako vypočítame vzdialenosť:
D
( 1 2 ).
c
A
2
Satelitné navigačné systémy využívajú družice na určenie času doby signálu vysielača. Využívajú sa najmenej štyri satelity. Pre stanovenie požadovanej pozície auta sú potrebné tri súradnice (zemepisná dĺžka, šírka a výška), ako aj presný čas:
Nasledujúci obrázok názorne ukazuje ako určujeme čas doby signálu
Určenie pozície prijímača: prijímač sa nachádza v priesečníku dvoch kruhov:
V reálnom svete, pozícia musí byť stanovená v trojrozmernom priestore
Vplyv na korekciu chýb času
Pri vykonávaní matematických výpočtov, ak máme N neznámych premenných potom na výpočet týchto premenných potrebujeme N nezávislých rovníc. Ak poznáme chybovú konštantu času Δt, potom v 3 rozmernom priestore budeme mať štyri neznáme premenné:
zemepisná dĺžka (X), zemepisná šírka (Y), zemepisná výška (Z), chyba času (
t).
Na výpočet štyroch premenných sú potrebné štyri rovnice, ktoré môžu byť odvodené zo štyroch samostatných satelitov. Satelitné navigačné systémy sú zámerne konštruované tak, aby z akéhokoľvek miesta na Zemi aspoň 4 družice boli viditeľné. Preto aj napriek nepresnosti na strane prijímača a výslednej chyby možno vypočítať polohu s presnosťou cca 5 - 10m.
Štyri satelity určujú polohu v 3D priestore
Výpočet polohy prijímača
Časová základňa užívateľského zariadenia je posunutá o neznámy časový interval
Δt
, ktorý môžeme prepočítať na vzdialenosť
b = c.Δt
(kde c je rýchlosť svetla). K neznámym súradniciam užívateľa pristupuje teda neznáma
b
a pre výpočet polohy potrebujeme celkom štyri rovnice:
(x i - x) 2 + (y i - y) 2 D i = c.tm
i i = 1, 2, 3, 4 + (z i - z) 2 = D i + b
Užívateľské GPS zariadenie generuje kópiu signálu vysielaného zvolenou družicou, túto kópiu zosynchronizuje s prijímaným signálom a meria posun
tm i
počiatku tejto kópie vzhľadom k počiatku svojej časovej základni. Meraný čas
tm i
môžeme prepočítať na vzdialenosť
D i
, ktorá sa nazýva pseudovzdialenosť (pseudorange). Ak sa meranie uskutočňuje minimálne k štyrom družiciam, máme k dispozícii všetky veličiny potrebné pre riešenie sústavy rovníc, ktorých neznámymi sú súradnice (X, Y, Z) a posun Δt užívateľovej časovej základne vzhľadom k časovej základni družice.
Technické údaje o systéme
Signály GPS družíc sú vysielané na dvoch nosných frekvenciách:
L1 (1575,42 MHz, vlnová dĺžka 19 cm) štandardný polohový systém L2 (1227,60 MHz, vlnová dĺžka 24 cm) - presný polohový systém.
Frekvencie sú modulované týmito navigačnými kódmi: •
L1
je modulovaná dvoma pseudonáhodnými šumami (PRN Pseudo Random Noise): •
L2
hrubý/dostupný (C/A - Coarse/Acquistions code) určený je pre civilné prijímače a má frekvenciu 1,023 MHz. Do tohto kódu je umelo vnášaná chyba v dôsledku opatrenia označovaného ako selektívny prístup (SA - Selective Availability). presný (P - Precision Code) určený je pre civilné a vojenské prijímače a má frekvenciu 10,23 MHz.
je modulovaná jedným šifrovaným kódom: Y-code určený je len pre vojenské prijímače. Je to vlastne šifrovaný Precision Code.
24 hodinové sledovanie GPS satelitu s jeho efektívnym dosahom.
Satelit je lokalizovaný nad priesečníkom rovníka a hlavného poludníka.
Pozície GPS satelitov v určenom dátume a čase.
GPS broadcast signál.
Demodulácia a dekódovanie GPS satelitných signálov použitím C/A ( Coarse/Acquistions gold code) kódu.
Diferenčný GPS (DGPS)
Meranie polohy pomocou DGPS je trochu zložitejšie ako pri GPS, pretože
sú potrebné minimálne dva GPS prijímače.
Jeden prijímač je umiestnený stacionárne na známej polohe, ktorá sa určila geodetickým meraním. Tento prijímač sa nazýva RS - referenčná stanica. Táto stanica neustále uskutočňuje merania ku všetkým viditeľným družiciam, zmerané pseudovzdialenosti porovnáva s predpokladanými hodnotami (údajmi o svojej polohe) a ich rozdiely vysiela vlastným samostatným kanálom ku všetkým užívateľom DGPS. V prijímačoch ostatných DGPS užívateľov sa prijaté korekcie použijú k oprave merania a tak sa významne zvýši presnosť určenia ich polohy v reálnom čase. Korečný údaj sa aktualizuje v intervale 1 až 15 sekúnd. Platnosť korekcií je v polomere 10 km centimetrová až decimetrová a v polomere 400 km je metrová. Formát opráv pre ich prenos bol navrhnutý v dokumente RTCM.
Umelá družica
Umelá družica (umelý satelit) je umelé kozmické teleso, ktoré sa pohybuje v prvom priblížení po uzavretej krivke ( obežnej dráhe , približne po elipse ) okolo prirodzeného koz mického telesa, napr. od kozmických sond planéty alebo jej mesiaca. Na rozdiel ( parabole alebo pohybujúcich sa na začiatku ich letu v gravitačnom poli Zeme po otvorených krivkách, po hyperbole ). Podľa špecifických vlastností obežných dráh umelých družíc potom rozoznávame ako zvláštne podkategórie družice stacionárne , polárne a heliosynchrónne dráhach okolo . Umelé družice rozdeľujeme do kategórií najmä práve podľa centrálneho telesa, okolo ktorého sa pohybujú. Rozoznávame teda napr.
umelé družice Zeme, umelé družice Mesiaca, umelé družice Marsu a pod.
Umelé kozmické telesá pohybujúce sa po eliptických Slnka , sa síce v začiatkoch kozmonautiky nazývali analogicky umelé družice Slnka alebo umelé planétky, ale neskôr sa pre ne vžilo skôr označenie
medziplanetárna sonda , prípadne planetárna sonda .
Delenie družíc podľa ich použitia:
vedecké družice, vojenské a špionážne družice, navigačné družice, meteorologické družice, rádioamatérske družice, telekomunikačné družice.
História družíc
Prvou umelou družicou Zeme sa stal
Sputnik 1
, vypustený z
kozmodrómu Bajkonur 4. októbra 1957
.
Francúzska a britská kozmonau tika je teraz zahrnutá pod ESA .
Štáty s prvou vypustenou umelou družicou Štát
Rusko (bývalý Sovietsky zväz) Spojené štáty americké Francúzsko Japonsko Čína Spojené kráľovstvo anglické India Izrael
Rok štartu
1957 1958 1965 1970 1970 1971 1980 1988
Prvý satelit
„Sputnik 1“ „Explorer 1“ „Astérix“ „Osumi“ „Dong Fang Hong I“ „Prospero X-3“ „Rohini“ „Ofek 1“
Simulácia rozmiestnenia 24 GPS satelitov (4 satelity na každej zo 6-tich obežných dráh) s rotáciou Zeme. Vidíme tu ako sa mení poloha viditeľných satelitov z fixného bodu na zemskom povrchu. V našom prípade 45ºs.z.š.
Globálny navigačný systém Galileo v Európskej únii
Logo navigačného systému Galileo
Galileo je globálny družicový navigačný systém
v budovaný rámci Európskej únii, ktorý poskytuje resp. bude poskytovať zaručene veľmi presné globálne navigačné služby pre civilné použitie. Zároveň poskytuje autonómne navigačné a lokalizačné služby. Galileo bude zároveň interoperabilný s GPS a GLONASS, ktoré sú ďalšie dva globálne systémy družicovej navigácie. Po ukončení projektu Galileo sa systém Galileo bude skladať: z 30 družíc a vybudovanou odpovedajúcou pozemnou infraštruktúrou.
Na základe zadávania zakázok na realizáciu prvých družíc, zavedenia služieb a služieb systémovej podpory Európska komisia oznámila, že
satelitmi.
od roku 2014 globálny navigačný systém Galileo dosiahne plnú operačnú schopnosť s 30 Galileo je európskym GNSS systémom,
sieťou pozemných staníc.
ktorý vypracovala Európska únia (EÚ) v úzkej spolupráci s Európskou vesmírnou agentúrou (ESA). Galileo bude pozostávať z 30 satelitov na 3 kruhových dráhach vo výške 23.222 km nad Zemou. Tieto satelity majú byť podporované celosvetovou
Atómové hodiny a ich presnosť Atómová sekunda
Na základe medzinárodných dohôd je sekunda, ako jednotka času, definovaná nasledovne:
Sekunda je 9 192 631 770 násobok doby periódy žiarenia, ktorá zodpovedá dobe prechodu medzi dvoma úrovňami hyperjemnej štruktúry základného stavu atómu nuklidu cézia-133.
Realizácia jednotky času je podľa tejto definície vykonaná pomocou céziových atómových hodín, ktoré sú zhotovené priemyselne alebo sú konštruované a prevádzkované pre najväčšie nároky na presnosť vo výskumných laboratóriách. Na svete existuje len asi desať exemplárov tých posledne spomenutých.
Atómové hodiny – základný princíp činnosti
Atómové hodiny pracujú podľa nasledujúceho princípu: Vo vykurovanej peci sa atómy kyvadla (10 133 Cs dostávajú do dvoch rôznych energetických stavov E1 a E2, z ktorých jeden označíme symbolom (+) a druhý stav symbolom (-). Prechod atómu zo stavu (+) do stavu (-) môže byť vynútený, pričom je tento prechod spojený s vysielaním elektromagnetického žiarenia charakteristickej frekvencie. Podľa zákonov atómovej fyziky sa fCs rovná rozdielu energií stavov (+) a (-) delené Planckovou konštantou h. V prípade atómu cézia má táto frekvencia fCs hodnotu 9 192 631 770 Hz. U atómu cézia je fCs ďaleko lepšie časovo konštantné (10-14), ako napríklad doba kmitu 5), doba periódy obehu Zeme je (10-8) alebo frekvencia kmitu kryštálu kremeňa je (10 11). Čas sa tak stal veličinou, ktorú vieme zmerať s najväčšou dosiahnuteľnou presnosťou. V blízkej budúcnosti sa podarí túto presnosť aspoň o dva rády zväčšiť. Vo vákuovej komore atómových hodín sa vyparujú atómy cézia. Magnet, ktorý sa nachádza za pecou vychyľuje atómy tak, že sa do komory dutinového rezonátora dostanú len atómy so stavom (+). Tu sú atómy nútené prostredníctvom ožiarenia magnetickým mikrovlnným poľom prejsť do stavu (-). Druhým magnetom sú potom atómy, ktoré zažili zmenu stavu z (+) do (-) vedené na detektor (volfrámový drôt). Počet atómov na detektore je najväčší, ak je frekvencia magnetického mikrovlnného oscilátora Q držaná na frekvencii fCs. Spätnoväzbová slučka tak udržuje mikrovlnný oscilátor Q na frekvencii fCs. Napočítaním 9 192 631 770 periód je získaný zo signálu oscilátora časový interval o jednej sekunde.
Schéma atómových hodín
O Q M A H R pec vyžarujúca atómy mikrovlnný oscilátor triediace magnety detektor dutinový rezonátor regulátor
Video – ako fungujú atómové hodiny!
Atómové hodiny, ktoré sú súčasťou výbavy satelitov a vyrábajú sa v Európe
Rubidium a Hydrogen-Maser atómové hodiny
Vlastnosti Galileo systému
Presnosť:
vysoká presnosť bude pochádzať z technologickej vlastnosti systému rovnako ako aj z väčšieho počtu satelitov. Z väčšiny miest našej planéty budú šesť až osem satelitov vždy viditeľné, ktorých polohu určujeme s presnosťou len na niekoľko centimetrov.
Dostupnosť / pokrytie:
vysoký počet družíc zlepší aj dostupnosť služieb vo veľkých mestách, kde budovy môžu blokovať signály zo satelitov, ktoré sú nízko nad obzorom. Vďaka polohe a sklonu družíc Galileo bude tiež dosahovať vyššieho pokrytia vo vysokých zemepisných šírkach ako ostatné systémy. To bude zaujímavé hlavne pre oblasti severnej Európy, ktoré nie sú dobre pokryté pomocou GPS.
Spoľahlivosť:
služby systému Galileo budú okamžite informovať užívateľa, v priebehu niekoľkých sekúnd, o výpadku niektorej z družíc. Okrem toho civilný charakter systému Galileo poskytuje záruku na zachovaní nepretržitej prevádzky. Vzhľadom k už širokému využitiu satelitnej navigácie dôsledky prerušenia systému by mohli ohroziť účinné fungovanie dopravných systémov ale aj bezpečnosť ľudí.
S Galileom bude Európa schopná využívať možnosti, ktoré ponúka satelitná navigácia v oveľa väčšej miere ako je to v súčasnosti možné. Európska únia týmto systémom v praxi dosiahne menšie dopravné zápchy a menšie znečistenie ovzdušia, bezpečnejšiu a efektívnejšiu dopravu a záchranných operácií. Existencia európskeho navigačného systému zaistí, že Európa sa nebude musieť spoliehať na iné regióny, vyhne sa ekonomickému, sociálnemu a politickému riziku.
SAR (Search and Rescue) služba
SAR
a (Search and Rescue) služba bude použitá na humanitárne pátracie záchranné služby. Núdzové volania s využitím satelitov umožňujú presne identifikovať umiestnenie jednotlivých osôb, vozidiel v leteckej, pozemnej a námornej udalosti. Na konci roku 1970 v krajinách: USA, Kanada, ZSSR a Francúzsko boli vyvinuté a umiestnené aktívne núdzové rádiové majáky s využitím satelitného systému. Tento systém sa označuje ako
SARSAT
(Search and Rescue Satellite Aided Tracking). Ruské meno pre systém je
"COSPAS". COSPAS SARSAT
systém používa šesť LEO (Low Earth Orbit) a päť GEO (geostacionárnych) satelitov.
Galileo SAR plánuje rozšírenie a zlepšenie služieb COSPAS-SARSAT nasledujúcimi spôsobmi:
• Takmer okamžitý príjem tiesňových volaní z ktoréhokoľvek miesta na Zemi (v súčasnosti existuje meškanie v priemere jednu hodinu). • Presné určenie polohy rádiových majákov (s presnosťou na metre namiesto súčasnej presnosti 5 km). • Zlepšenie efektívnosti zabezpečí 30 GALILEO satelitov na strednej obežnej dráhe, doplnené sú o existujúce LEO a GEO satelity z COSPAS-SARSAT systému). GALILEO bude predstavovať novú funkciu SAR,
na núdzový signál dáva aj odpoveď!
Rozdiel medzi SARSAT COSPAS systémom a GALILEO systémom
Service
Plánované presnosti pre systém Galileo
Receiver Type Horizontal Positioning Accuracy Vertical Positioning Accuracy
OS Single Frequency
15m 35m
CS PRS Double Frequency Double Frequency Single Frequency
4m <1m 6.5m
8m <1m 12m
SoL Double Frequency
4-6m 4-6m
Konštalácia Galileo
Vesmírny segment Galileo sa bude skladať z 30 satelitov (z toho 3 satelity budú aktívne zálohy). Budú umiestnené v kruhových dráhach vo výške 23.616 km. Satelity (každý o hmotnosti 680 kg s rozmermi 2,7m x 1,2m x 1,1m) budú rovnomerne rozdelené do 3 dráh s uhlom 56 ° k rovníku a obežná doba je 14 hodín a 5 minút.
Galileo satelity majú hmotnosť 700 kg s rozmermi 2,7 x 1,2 x 1,1 m. Sú navrhnuté tak, aby ich prevádzková životnosť bola 15 rokov. Požadovaný výkon je 1500 W, ktorý generujú veľké plochy solárnych panelov. V záujme zachovania súčasných navigačných dát bude satelit v rádiovom spojení s pozemnou časťou systému v pravidelných intervaloch po 100 minútach. Pozemná časť systému sa bude skladať z radu kontrolných centier spolu s globálnou sieťou staníc pre rôzne úlohy. To zahŕňa monitorovanie signálu integrity a koordinácia predpokladá rozsiahle pátracie a záchranne služby.
Galileo satelit
Jadro pozemnej časti sa bude skladať z dvoch riadiacich centier systému GALILEO: riadiace centrum v Nemecku a v Z prípade nadmernej odchýlky v polohe.
Taliansku. Hlavným riadiacim centrom bude nemecký Aerospace (DLR) v nemeckom Oberpfaffenhofene. tadiaľ riadenie bežnej prevádzky 30 družíc je naplánované na minimálne 20 rokov. Druhým komplexným riadiacim centrom s vlastnými osobitnými úlohami pre bežnú prevádzku sa bude nachádzať v Fucino v Taliansku. Toto miesto je zároveň hlavným záložným riadiacim strediskom, aby bolo k dispozícii v prípade akýchkoľvek problémov, ktoré môžu vzniknúť počas prevádzky. Riadenie umiestnených 30 satelitov bude rovnomerne rozdelená medzi European Satellite Control Center (ESA / ESOC) v Darmstadte, Nemecko a francúzskym National Space Studies Center (CNES) v Toulouse, Francúzsko. Reťaz približne 30 monitorovacích staníc Integrity Monitoring Station (IMS) rozmiestnených po celom svete bude riadiť a kontrolovať integritu satelitných signálov. Dve kontrolné centrá vyhodnotia informácie a IMS poplachy v
Ariane 5 raketa vynesie na obežnú dráhu 8 GALILEO satelitov
Plánované frekvencie systému Galileo a distribuované služby
Band: Frequency (MHz)
E5: 1191.795
Signal Name
E5a (l5)
Frequency of Maxima (MHz)
1176.45
Services
OS, CS
Modulation
AltBOC(15,10)
DataRate (Bit/s)
50 AltBOC(15,10) E5b 1207.14
OS, CS, SoL 250 E6b E6: 1278.75 E6a L1: 1575.42 L1 (L1 OS) E1, E2: 1575.42
E2 & E1 L6: 1544.5 L6 1278.75 1268.52 & 1288.98 1574.661 & 1576.178
1560.075 & 1590.765
1544.5 CS PRS OS, CS, SoL PRS SAR-Downlink BPSK(5) BOC(10, 5) MBOC(6,1,1/11) BOC (15, 2.5) 1000 250 -
Frekvencia so šírkou oblasti vyhradenej pre systém Galileo
Plánované Galileo frekvencie
Vlastnosti troch existujúcich GNSS systémov – 1.časť tabuľky
Start of development
GPS
1973
GLONASS GALILEO
1972 2001 1st Satellite Launch Number Satellites Feb. 22, 1978 Minimum: 24 / Maximum: 32 Orbitals 6 55° October 12, 1982 Currently: 14 Planned: 24 + 3 passive reserves December 28, 2005 Currently: Test Satellite Planned: 27 + 3 active reserves 3 3 64.8° 56° Inclination Altitude Orbital Period 20,180 km 19,100 km 23,222 km Geodetic Data 11 hours 58 min World Geodetic System 1984 (WGS 84) 11 hours 15.8 min Parametry Zemli 1990 (PZ-90) 14 hours 5 min Galileo Terrestrial Reference Frame (GTRF)
Vlastnosti troch existujúcich GNSS systémov – 2.časť tabuľky
Time System
GPS
GPS-Time
GLONASS GALILEO
Glonass-Time GST (GALILEO System Time) Signal Characteristic CDMA FDMA CDMA Frequencies 2 frequencies, with a 3rd frequency planned 24 3 Encryption Military Signal Military Signal CS and PRS services Services Responsibility Integrity Signal 2 (civilian + military) / 4 US Department of Defense Currently none but planned 2 (civilian + military) Russian Defense Ministry none 5 Civilian Governments of the EU Planned
Video: Galilelo – atomové hodiny
Video - ERDS
Video: EGNOS
Video: ESA - Galileo
Video: Galileo – Európska cesta
Video: Galileo – čas a priestor
Video: Galileo signál
Video: Galileo pre slepcov
Video: Galileo 2008
Video: Galileo – mobilná orientácia
Video: Galileo pre automobily
Video: Satelitná navigácia cez internet
Video: ESA satelitný telekomunikačný program
Video: ESA
Elektrotechnika motorových vozidiel pre navigačné systémy
Navigačný systém ROUTE 66
Úvodná obrazovka: ROUTE66 Sync
Route66 sync – najrýchlejšia trasa autom z Košíc do Mníchova
Route66 sync – najrýchlejšia trasa autom z Košíc do Mníchova – satelitná mapa
Itinerár – navigovanie do cieľa: Odbočte doľava
Route66 Bluetooth GPS receiver