POMIARY STATYCZNE

Kolejność obliczeń - GPPS

1. przybliżone współrzędne z pomiarów pseudoodległości (ok. 100 m)

2. Rozwiązania z potórjnych różnic δ _xyz ≈ 0,5 m

Potrójne różnice

~

3. Rozwiązanie z podwójnych różnic (parametr ambiuity) jako liczba rzeczywista tzw. Float sol)

4. Rozwiązanie z podwójnych różnic ambiuity przyjęte za znane (zaokrąglone do liczb całkowitych). Pomiar fazowy zakumulowany odczyt licznika

Obserwacja fazowa jest różnicą pomiędzy fazą sygnału zmierzoną w odbiorniku a fazą sygnału generowanego w odbiorniku - w danej epoce t:

ZAWARTOŚĆ ZBIORU WEJŚCIOWEGO DLA PROCESU WYRÓWNANIA (NP. PROGRAM GEOLAB)

Wyrównanie sieci w układzie satelitarnym (geolab) jest równoległy do WGS 84.

Przeprowadzenie:

• z jednym punktem stałym (referencyjnym i pseudoreferencyjnym)

• z większą ilością punktów stałych (referencyjnych)

jeżeli mamy do dyspozycji tylko punkty pseudoreferencyjne możliwy jest tylko pierwszy sposób. Punkt referencyjny to punkt majacy współrzędne WGS 84 np. punkt sieci EUREF - POL, POLREF, punkt osnowy państwowej.

Wektory:

• wektor swobodny

• wektor nawiązany

Wyrównuje się dane obserwacyjne uzyskane po obliczeniu wektorów (czyli ich przybliżone współrzędne.

- składowe wektorów swobodnych:

- odpowiedenie podmacierze kowariancyjne

WYNIKI OBLICZEŃ PROGRAMU GPPS

Otrzymujemy:

• zbiór wektorów (opisany przez Δx, Δy, Δz) - przybliżone współrzędne (∼ 50 m)

• (δx, δy, δz) macierz kowariancji

Na podstawie tego utworzymy wejście do programu wyrównującego (ADJUSTING). Do przeprowadzenia wyrówanania potrzebne są:

• zbiór wektorów

• macierz kowariancji

ZBIORY OBSERWACYJNE

opis wielkości zawartych w zbiorach (znaczenie fizyczne, wykorzystanie do obliczeń). Typy oserwacji które muszą być wykorzystane w procesie pozycjonowania przy uzuciu metody autonomicznej

W zbiorach obs. Zawarte są nastspujace wielkości:

• pseudoodległość - wyznaczenie pozycji z dokładnością rzędu pojedyńczych metrów

• pomiary fazowe

• pomiary Dopplerowskie

Pseudoodległość jest to miara odległości między stacja a satelitą . Mierzona jest ona dla przejścia sygnału od satelity do anteny poprzez porównanie identycznych kodów PRN generownych przez sv i odbiornik

Gdzie: - pseudoodległość

• czas chodu zegara odbiornika

• czas chodu zegara satelity

c - predkość rozchodzenia się fali elektromagn.

Równanie obserwacyjne pseudoodległości:

Gdzie

• odległość geometryczna stacja - satelita

• poprawka chodu zegara sv

• poprawka chodu zegara odbiornika

• prędkość światła

• poprawka jonosferyczna

• poprawka troposferyczna

• błędy

Pomiary fazowe - obserwacja fazowa jest różnicą pomiędzy fazą sygnału sv zmierzoną w odbiorniku a fazą sygnału generowanego w odbiorniku - w danej epoce t

Pomiary fazowe umozliwiaja wyznaczenie różnic odległości dwóch odbiorników z precyzją milimetrową.

Pomiary fazowe - równanie obserwacyjne

Gdzie:

• długość fali nośnej

• ambiguity

Pomiary Dopplerowskie wykorzystuja efekt Dopplera (zmiana częstotliwości sygnału odbieranego spowodowana wzajemnym ruchem nadajnika i odbiornika sygnału)

Równanie Dopplerowskie:

Gdzie:

• liczba całkowitych cykli sygnału dudnienia (f_w *f_r)

• częstotliowośc generowana w odbiorniku

• częstotliwość odbierana

metodą tą można wyznaczyć współrzędne stacji.

Z dokładnością rzędu 0,5 m

W procesie pozycjonowania przy użyciu metody autonomicznej nie musza być wykorzystywane pomiary fazowe.

ZAKUMULOWANY POMIAR FAZOWY

Podać r - nie obs. tej metody

Czy mierzona jest ona na obu częstotliwościach L1 i L2 czy tylko na L1 ?

Pomiar fazowy zakumulowany odczyt licznika

Obserwacja ta jest mierzona na częstotliościach L1 i L2.

ELEMENTY KEPLEROWSKIE ORBITY

Do opisu położenia i ruchu satelity służy 6 elementów keplerowskich (Ω, w, i, a, e,f)

Ω - kątr węzła

w - argument perygeum (odległość kątowa pn.P od płaszczyzny równika liczona w płaszczyźnie orbity

i - kąt nachylenia pł. Orbity względem pł. Równika

a - duża półoś orbity

e - mimośród elipsy

f - anomalia prawdziwa (odległość kątowa satelity od pn.perygeum P)

PSEUDOODLEGŁOŚĆ - czy można otrzymać dobre wyniki z geod. pomiarów statycznych bez rejestracji pseudoodległości

Rejestracja pseudoodległości jest potrzebna do otzrymania dobrych wyników z geod. Pomiarów statycznych. Gdyż błąd poprawki zegara odbiornika (δ t którym obarczona jest pomierzona odległość - stąd nazwa pseudoodległość) stanowi czwarta niewiadomą w rozwiązywaniu zadania przestrzennego liniowego wcięcia wstecz, przy wyznaczeniu położenia obserwatora (X,Y,Z,δt)

Stąd konieczność jednoczesnego pomiaru pseudoodległości do co najmniej czterech satelitów.

DEPESZA NAWIGACYJNA opis i znaczenie odbieranych wielkości, po co i do kogojest nadawana? Czy można przeprowadzić pomiar DGPS bez informacji z depeszy. Dlaczego?

1. przesyłane w ciągu 12,5 min

2. pełen zakres informacji co ten okres czasowy, ale każda jednostka podstawowa zawiera w pierwszych trzech podzakresach informacje niezbędne do wyznaczenia pozycji

3. depesza zawiera informacje o zegarze na satelicie, jego orbicie „o stanie zdrowia” satelity, inne dane i poprawki np. jonosfera

4. jednostka podstawowa: powtórzona 25 razy zawiera 1500 bitów

5. 1500 bitów - podzielone na 6 podtablic:

1. współczynniki do modelowania chodu zegara sv

2. i 3) dane efemerydalne

3. i 5) dane dla wojska oraz różne współczynniki i poprawki a także informacje o wszystkich sv systemu (tzw. Almanach)

• dane z pierwszych 3 podtablic : takie same 25 razy

• dane z podtablic 4 i 5: zmieniają się aby mieć całość: 25

Przez cały czas co 6 sekund są rozmieszczane 2 słowa zawierające informacje dotyczące systemu czasu. Pierwsza zawiera wzorzec synchronizacji i pewne informacje o znaczaniu nawigacyjnym, drugie rozpoczyna odbiór kodu P. Ponadto depesza zawiera 4 parametry umożliwiajace odniesienie wskazań zegara do skali czasu GPS.

Pomiaru GPPS nie można przeprowadzić bez depeszy naw. Gdyż zawarte są w niej wartości uwzgl. Perturbacje ruchu satelity spowodowane przez pole ziemskie grawitacyjne i inne czynniki zakłócające ruch satelity. Depesza jest nadawana po to aby obliczyć przybliżone współrzędne satelity w czasie.

POMIARY FAZOWE - czy wszystkie odbiorniki je wykonują?

Nie wszystkie, pomiary fazowe maja dokładność milimetrową. Natomiast pomiary pseudoodległości maja dokładność metrową.

SEGMENT KOSMICZNY

system GPS składa się z 3 segmentów: kosmiczny, kontrolny i użytkowników. kosmiczny składa sie 24 satelitów + 4 zapasowe. Satelity poruszaja się na orbitach oddalonych od ziemi o ok. 20200 km. Orbity są prawie kołowe. Orbit jest 6 na każdej po 4 satelity rozmieszczonych co 60 stopni. Orbity nachylone są do pł. Równika pod kątem 50 st. +- 1^st. Orbity są tak rozmieszczone aby w każdym punkcie na ziemi o każdej porze dnia widoczne były przynajmniej 4 satelity.

Satelita waży ok. 850 kg. Składa się z anteny telemetrycznej, baterii słonecznych anteny nadawcze (12 sztuk)

PRN -wyjaśnij pojęciae.Do czego jest wykorzystywany w obrębie systemu GPS

PRN- jest to sygnał kodowy ( Pseudo - random - noise) generowany przez satelitę z sygnałami o takiej samej postaci , wytwarzanymi przez odbiornik (replica code ).Jest wykorzystywany przy pseudoodległościach satelity GPS od anteny odbiornika , która opiera się na trybie pracy odbiornika GPS zwanym korelacyjnym.Pomiar odbiornikiem pracującym w tym trybie polega na porównaniu jednego lub obydwu sygnałów czyli PRN..”Replica code” jest następnie w odbiorniku przesuwany do momentu max jego korelacji z odebranym z satelity PRN .Toprzesunięcie czasu jest wielkością mierzoną .Każdy z kodów (C/a i P)czyli PRN niesie informację ,która zawiera moment propagacji sygnału t^s odniesiony do czasu systemu GPS wspólnego dla wszystkich satelitów systemu.t^s możemy uznać za nominalny moment transmisji sygnału .Docierający do odbiornika PRN pochodzi od zegara atomowego satelity,ale jest zniekształcony głównie przez troposferę i jonosferę.Nominalny czas odbioru tego sygnału oznaczono przez t_k.Różnicę tych nominałów pomnożonych przez prędkość fali elektromagnetycznej c nazywamy pseudoodległością P_A.

P_A = (t_k-t^s )*c

Gdzie :

c- prędkość rozchodzenia się fali elektromagnetycznej

t_k- czas chodu zegara i odbiornika

t^s - czas chodu zegara satelity

ROZWIąZANIE TYPU FLOAT .DOKŁADNOŚCI JAKIE MOŻNA UZYSKAĆ.

Jest to rozwiązanie w którym ambiguity jest liczbą rzeczywistą .Nie jest zaokrąglona do liczb całkowitych.Jest to rozwiązanie z potrójnych różnic fazowych.Można uzyskac dokł. - 10 cm

1

2

---