1-10 Balut.docx

1:

Odbiornik L1 – przyrząd do wykonywania pomiarów satelitarnych GNSS, odbierający sygnały emito-wane przez satelity tylko na jednej częstotliwości (L1).

Odbiornik L1/L2 – przyrząd do wykonywania pomiarów satelitarnych GNSS, odbierający sygnały emi-towane przez satelity co najmniej na dwóch częstotliwościach (L1 i L2).

- nie zaleca się do zakładania osnowy pomiarowej wykorzystania współrzędnych wyliczonych w serwisie POZGEO ze zbiorów obserwacyjnych z odbiorników L1 oraz ze zbiorów obserwacyjnych z odbiorników L1/L2 krótszych niż 40 minut,

- do wykonywania pomiarów RTK zaleca się stosowanie odbiorników L1/L2 z możliwością pomiaru RTK przy wykorzystaniu poprawek sieciowych. Do wykonywania pomiarów RTK dopuszcza się wykorzystanie fazowych odbiorników L1 z możliwością pomiaru RTK,

- punkty osnowy pomiarowej sytuacyjnej i wysokościowej, szczegóły sytuacyjne będące przedmiotem ewidencji gruntów i budynków oraz punkty dostosowania wykorzystywane w transformacji należy mierzyć co najmniej odbiornikami L1/L2,

-do pomiarów DGNSS stosuje się kodowe odbiorniki L1 z możliwością pomiaru DGNSS i pomiarem kodu wspomaganym pomiarami fazy fali nośnej,

- do pomiarów szczegółów należących do II grupy dokładności pomiaru syt. może być wykorzystany co najmniej odbiornik L1/L2 .

2. Odbiorniki wyposażono w wiele funkcji. Między innymi:

·         określenie współrzędnych według różnych układów współrzędnych (standardowo WGS 84)

·         rejestrowanie śladu

·         nawigacja "do punktu" oraz "po trasie"

·         track back (czyli powrót do miejsca wyjścia "tą samą trasą")

·         pomiar odległości

·         wyznaczenie powierzchni (np. działki)

·         obliczanie wschodów i zachodów słońca oraz pór księżyca

a w bardziej rozbudowanych odbiornikach:

·         wyświetlanie map i nawigacja na mapach warstwowych

·         komunikacja przez port szeregowy (RS232/USB) i Bluetooth z innym sprzętem elektronicznym (PC, PPC, Palm, elektroniczna mapa morska ECDIS)

·         autorouting (wyznaczanie automatycznej trasy "po drogach")

·         Sygnał dociera do użytkownika na dwóch częstotliwościach nośnych L1 = 1575,42 MHz (długość fali 19,029 cm) i L2 = 1227,6 MHz (długość fali 24,421 cm). Porównanie różnicy faz obu sygnałów pozwala na dokładne wyznaczenie czasu propagacji, który ulega nieznacznym wahaniom w wyniku zmiennego wpływu jonosfery, jednak nie w stopniu uniemożliwiającym określenie współrzędnych. Użytkownicy cywilni przybliżoną poprawkę jonosferyczną otrzymują w depeszy nawigacyjnej lub dzięki systemowi DGPS.

·         Identyfikacja satelitów oparta jest na metodzie podziału kodu CDMA (Code Division Multiple Access) oznacza to, że wszystkie satelity emitują na tych samych częstotliwościach, ale sygnały są modulowane różnymi kodami.

·         Odbiór sygnału bez zastosowania anten parabolicznych, które w tym przypadku są bezużyteczne ze względu na ich kierunkowość, wymaga zaawansowanych technik oddzielania sygnału od szumu i przetwarzania sygnału. Satelity są w ciągłym ruchu; wyznaczenie pozycji odbiornika na podstawie pomiaru tzw. pseudoodległości od kilku satelitów jest również złożonym zadaniem, wymagającym m.in. uwzględnienia spowolnienia upływu czasu w polu grawitacyjnym Ziemi.

·         Satelita GPS.

·         Dla poprawnej pracy systemu kluczowy jest czas. Każdy satelita jest wyposażony w zegar atomowy, dzięki czemu jego sygnał jest dokładnie zsynchronizowany z całym systemem. Jednocześnie satelity tworzą razem z kilkoma nadajnikami naziemnymi swoistą sieć korekcji czasu. W efekcie odbiornik GPS podaje nie tylko pozycje, ale również bardzo precyzyjny czas.

Informacja kodowa dla GPS

• Navigation Message

– częstotliwość = 50 Hz nałożony na obydwa kody P(Y) i C/A.

– dzieli się na 25 ramek o długości 1 500 bitów. Każda ramka dzieli się na 5 podramek,

– czas transmisji 30 sekund - pełna po 12.5 min,

– zawiera wszystkie informacje o satelitach:

• almanac - przybliżone położenie satelity,

• współczynniki modelu opóźnienia jonosferycznego,

• poprawki zegarów satelitarnych,

• efemerydy broadcast (pokładowe) satelitów,

• Kod C/A (Coarse Acquisition)

– jawny - o znanej strukturze,

– transmitowany tylko na częstotliwości nośnej L1,

– częstotliwość = 1.023MHz (długość fali = 293.1m),

– długość kodu wynosi 1023 bitów odmiennych dla każdego satelity (PRN - Pseudo Random

Noise),

– czas transmisji całego kodu - 1 milisekunda

• Kod P/Y (precision/encrypted)

– struktura niejawna,

– transmitowany na częstotliwościach L1 i L2

– częstotliwość = 10.23MHz (długość fali =29.31m),

– czas transmisji całego kodu - 266 dni (7 dni dla każdego satelity)

• Kod L2C (L2 Civilian)

– jawny - o znanej strukturze,

– transmitowany tylko na częstotliwości nośnej L2,

– częstotliwość = 1.023MHz (długość fali = 293.1m),

– kod dzielony jest na dwie sekwencje CM ( Civilian Moderate) o długości 10 230 bitów i

powtarzany co 20 ms oraz CL (Civilian Long) o długości 767 250 bitów powtarzany co 1500.

• Kod L1C (L1 Civilian). Planowany w satelitach bloku III (po 2013 roku). Struktura ma być

podobna jak dla kodu L2C

Informacja kodowa dla Glonass

• Navigation Message

– częstotliwość = 50 Hz nałożony na obydwa kody SP i HP.

– dzieli się na 5 ramek. Każda ramka dzieli się na 15 linii,

– czas transmisji 30 sekund - pełna po 2.5 min,

– zawiera wszystkie informacje o satelitach:

• almanac - przybliżone położenie satelity,

• parametry przesunięcia fazy,

• poprawki zegarów satelitarnych,

• efemerydy broadcast (pokładowe) satelitów,

• Kod SP (Standard Precision)

– jawny - o znanej strukturze,

– transmitowany tylko na częstotliwości nośnej L1,

– częstotliwość = 0.511MHz,

– długość kodu wynosi 511 bitów odmiennych dla każdego satelity,

– czas transmisji całego kodu - 1 milisekunda

• Kod HP (High precision)

– struktura niejawna,

– transmitowany na częstotliwościach L1 i L2

– częstotliwość = 5.11MHz,

Schemat odbiornika do nawigacji.

Tyle mam o antenach:

ARP-Antena Reference Point

Kanały odbiorcze: 1kanał=1 staelita=1 częstotliwość

Interwały rejestracji 1s,2s,4s,5s,6s,12s,15s,20s,30s,60s

Częstotliwości: 0,01=100Hz;0,02=50Hz;0,05=20Hz;0,1=10Hz;0,2=5Hz;0,5=2Hz

Korelatory fali nośnej pracują nieprzerwanie

Przedwzmacniacz: filtruje użyteczne częstotliwości, wzmacnia sygnał

4. Kalibracja anten odbiorczych sygnałów GNSS - typy kalibracji, wyznaczane parametry.

Zmienność położenia centrów fazowych (PCV – Phase Center Variations) anten odbiorników GPS jest źródłem błędów w precyzyjnych pomiarach satelitarnych, szczególnie w satelitarnej niwelacji precyzyjnej, badaniach deformacji, opracowaniu sieci geodezyjnych, etc.

Po co kalibracja?

Tworzona jest „mapa” charakterystyki anten, modelowane/lokalizowane są centra fazowe anten (PCO - phase center offset ).

W precyzyjnym pozycjonowaniu GPS stosuje się odpowiednio modele zmienności centrów fazowych na podstawie kalibracji:

• absolutnej (kalibracja robotem),

• względnej,

• kalibracje IGS (International GNSSS ervice), NGS (National Geodetic Survey),

• zależne tylko od kata elewacji satelity lub od elewacji i azymutu.

5.Warunki jakie powinien spełniać w pełni operacyjny system GNSS

GNSS (Global Navigation Sate...