Rejestracja   Logowanie echosonda.pl - sklep dla wędkarzy i żeglarzy
Koszyk jest pusty

koszyk jest pusty

O firmie | Nasze usługi | Regulamin | Mapa sklepu | Kontakt

Znajdź produkt

Lokalizacja: echosonda.plWiadomościCiekawostkiVademecum GPS

Ciekawostki

Przydatne informacje dotyczące naszej oferty oraz zagadnień z tym związanych

5 kwietnia 2008, g. 11:45 ( sobota )

Vademecum GPS

Historia systemu GPS

W 1964 roku US Navy umieściła na orbitach okołoziemskich pięć satelitów, tworzących system występujący wóczas pod nazwą Transit. System ten miał wiele słabych punktów.
Przy wykorzystaniu tak małej liczby satelitów nie było mowy o możliwości ciągłego śledzenia swojej pozycji geograficznej, a odbiorniki nie potrafiły jeszcze wówczas namierzyć pozycji z taką prędkością jak obecnie.
System ten w zupełności wystarczał jednak np. dla potrzeb nawigacji morskiej do uaktualnienia pozycji statku, był jednak zupełnie bezużyteczny, jeśli chodzi o dokładną nawigację lądową. Kilkugodzinny okres oczekiwania na pojawienie się satelity był przecież zupełnie nie do przyjęcia w przypadku pojazdu poruszającego się po drogach. Po fazie testów, Transit wyszedł z użytku w roku 1996.

System Transit został zastąpiony nowym, znacznie bardziej rozbudowanym Globalnym Systemem Pozycjonowania NAVSTAR (GPS - Global Postioning System).
Pierwsze prace nad budową następcy Transita rozpoczęły się w roku 1973. Obecnie w skład systemu wchodzą 24 satelity umieszczone na sześciu orbitach eliptycznych oraz satelity rezerwowe, których zadaniem jest utrzymanie ciągłości działania systemu w przypadku uszkodzenia któregokolwiek z satelitów roboczych.
Wszystkie satelity robocze wykonują w ciągu doby dwa pełne okrążenia Ziemii, dzięki czemu zapewniona jest widoczność minimum trzech satelitów w każdym punkcie Ziemii o każdej porze dnia.
Każdy z satelitów wysyła sygnał o bardzo niskim poziomie, który jest wychwytywany przez odbiornik. Na podstawie różnic czasów dotarcia sygnałów z satelitów do odbiornika (GPS dokładnie wie skąd pochodzą sygnały - ma w swojej pamięci almanach będący "mapą nieba") w procesie triangulacji wyznaczana jest obecna pozycja geograficzna urządzenia.
Warto tutaj wspomnieć że jeszcze do niedawna sygnał GPS był celowo zakłócany przez rząd USA w celu obniżenia dokładności dla użytkowników cywilnych. Obecnie (od 02.05.2000) błąd pomiaru pozycji geograficznej wyznaczonej za pomocą każdego popularnego odbiornika GPS waha się w przedziale 3-7 metrów (przy dobrej widoczności nieba i konfiguracji satelitów).

System GPS został udostępniony dla użytkowników cywilnych w 1983 roku, choć planowano to znacznie wcześniej. Aby jednak nie doszło do wykorzystania systemu przeciwko jego twórcom wprowadzono dwa różne stopnie dokładności: Standard Positioning Service - dostępny dla wszystkich oraz Precision Positioning Service zarezerwowny jedynie dla zadań specjalnych.

Czy korzystanie z systemu GPS wymaga abonamentu?
Nie, system GPS jest własnością Departamentu Obrony USA i utrzymywany jest z pieniędzy podatników USA. Odbieranie sygnałów GPS i korzystanie z nawigacji satelitarnej jest wolne od opłat dla każdego posiadacza odbiornika GPS.

Czym jest WAAS/EGNOS?
WAAS (Wide Area Augmentation System) został zaprojektowany, aby zwiększyć dokładność pomiaru pozycji (poziomej i pionowej). Najnowsze odbiorniki są już przystosowane do tego, by pracować w oparciu o poprawki dystrybuowane poprzez ten system.
Obecnie WAAS jest dostępny na terenie Ameryki Płn., a jego europejskim odpowiednikiem jest system EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service).
Konstrukcja obu systemów jest zbliżona, oba systemy są również kompatybilne.

Na system EGNOS składają się dwa segmenty: naziemny i kosmiczny. Segment naziemny to stacje odbiorcze o dokładnie znanej lokalizacji rozmieszczone w różnych zakątkach Europy. Ich zadaniem (w uproszczeniu) jest odbieranie sygnałów z satelitów GPS oraz obliczenie różnicy pomiędzy znaną pozycją stacji odbiorczej, a pozycją obliczoną na podstawie odebranych sygnałów GPS.
Informacja o wartości tej różnicy (zwanej korekcją) przesyłana jest do trzech satelitów geostacjonarnych systemu EGNOS. Satelity te, poprzez umieszczone na ich pokładzie transpondery, transmitują w kierunku Ziemii sygnał zawierający informację o aktualnej korekcji.
Odbiornik GPS znajdujący się w miejscu, gdzie satelity EGNOS zapewniają pokrycie, wykorzystując odebrane informacje o korekcji wyznaczy pozycję z dokładnością lepszą niż 5 metrów. Również wysokość n.p.m. wyznaczona będzie z dokładnością lepszą niż 7 metrów.

W przyszłości segment EGNOS stanie się jedynie częścią GALILEO - europejskiego systemu nawigacyjnego

W zakresie segmentu naziemnego EGNOS wydzielić można cztery podsegmenty:
4 centra kontrolne - Master Control Centre (MCC),
34 stacje monitorujące - Ranging and Integrity Monitoring Station (RIMS),
7 stacji uplink - Navigation Land Earth Stations (NLES),
sieć łącząca - EGNOS Wide Area Network (EWAN).

Master Control Centre
Zadaniem tych centrów jest stała kotrola działania segmentu naziemnego i kosmicznego, sprawdzanie jakości sygnału EGNOS dostępnego dla użytkowników, a także wyznaczanie aktualnych poprawek z użyciem informacji pochodzących ze stacji RIMS.
Stacje MCC rozmieszczone są na terenie Europy Zachodniej, co ilustruje rysunek poniżej.



Ranging and Integrity Monitoring Station
Stacje RIMS wyposażone są w wysokiej jakości odbiorniki GPS/GLONAS synchronizowane za pomocą zegarów atomowych. Zadaniem RIMS jest m.in.: odbiór sygnałów GPS, GLONASS i z satelitów geostacjonarnych, rejestracja anomalii sygnałów docierających z satelitów, redukcja efektu wielotorowości i nakładania sygnałów, transmisja danych do jednego z czterech centrów kontroli MCC za pomocą sieci EWAN.
Stacje te rozmieszczone są na terenie niemal całej Europy, jednak wykorzystywane są również stacje rozmieszczone na innych kontynentach. Jedna ze stacji RIMS znajduje się również w Polsce (Warszawa) i zarządzana jest przez Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk.
Na poniższym rysunku przedstawiono rozmieszczenie stacji RIMS.



Navigation Land Earth Stations
Zadaniem tych stacji jest przygotowanie i transmisja sygnału do satelitów geostacjonarnych, w postaci kompatybilnej z sygnałami GPS. Zadanie to spoczywa na 7 stacjach NLES, z których pięć zajmuje się obsługą satelitów Inmarsat, a dwa obsługą satelity Artemis.
Stacje NLES rozmieszczone są wyłącznie na terenie Europy, co ilustruje rysunek poniżej.



EGNOS Wide Area Network
Zadaniem sieci jest zapewnienie stałego i stabilnego połączenia wszystkich powyższych komponentów ze sobą, w celu wymiany danych.

Co to jest SBAS?
Rozwinięcie skrótu SBAS brzmi Satellite-Based Augmentation Systems. Mianem tym określa się regionalne systemy oparte o satelity, mające za zadanie zwiększenie dokładności pomiaru pozycji. Operatorzy tych systemów współpracują ze sobą w celu osiągnięcia pełnej kompatybilności. Dzięki temu możliwe jest korzystanie w ten sam sposób z każdego z systemów SBAS.

Aktualnie systemy SBAS pokrywają następujące obszary:
Europę - na tym terenie pracuje system EGNOS,
Amerykę Północną - obszar ten znajduje się w zasięgu systemu WAAS, który zarządzany jest przez FAA (Federal Aviation Administration),
Japonię - obszar ten pokryty jest sygnałem systemu MSAS.
Na poniższym rysunku przedstawiono obszary znajdujące się w zasięgu działania poszczególnych systemów SBAS.



Jakie satelity są wykorzystywane do transmisji sygnałów EGNOS?
Sygnał EGNOS jest retransmitowany poprzez 3 satelity geostacjonarne, oświetlające obszar Europy. Satelity te na terenie Polski widoczne są dość nisko na horyzontem, stąd do odbioru nadawanych przez nie informacji niezbędna jest dobra widoczność nieba w kierunku południowym.
Informacje o satelitach EGNOS zebrano w poniższej tabeli.
W kolumnach "Elewacja", podano przybliżoną wysokość nad horyzontem, na której widoczne są te satelity w Szczecinie i Krakowie (dane wg. oprogramowania Orbitron, www.stoff.pl).

SatelitaPozycjaElewacja (Szczecin)Elewacja (Kraków)
Inmarsat III F2 15.5°W 23.1° 23.6°
ESA Artemis 21.5°E 27.1° 31.0°
Inmarsat III F5 25.0°E 28.0° 32.2°


Poniższy rysunek przedstawia obszar oświetlony wiązkami satelitów EGNOS.




Kto jest odpowiedzialny za EGNOS?
EGNOS jest wspólnym przedsięwzięciem:
ESA - Europejskiej Agencji Kosmicznej,
Komisji Europejskiej,
Eurocontrol.
ESA jest całkowicie odpowiedzialna za projektowanie i wdrożenie systemu EGNOS. ESA zawarła również kontrakt z konsorcujm, na którego czele stoi Alcatel Space of France, a którego zadaniem jest przygotowanie niezbędnych elementów tego systemu. Po osiąginięciu pełnej operatywności przez system EGNOS, zostanie wyłoniony operator, którego zadaniem będzie zapewnienie ciągłości pracy. ESA ponosi w głównej mierze koszty budowy tego systemu, szacowane na około 300 milionów Euro.
Zadaniem Komisji Europejskiej jest nadzór i pomoc w międzynarodowej współpracy firm uczestniczących w tym projekcie. Komisja Europejska partycypuje również w kosztach budowy systemu.
Eurocontrol jest natomiast odpowiedzialny za określenie celów stawianych systemowi w zakresie nawigacji lotniczej, a także odgrywa główną rolę w zakresie testów systemu.
Oprócz wyżej wymienionych, najważniejszych organizacji, udział w projekcie biorą również inne, mniejsze firmy i organizacje.

sobota, 21 kwietnia 2018r.
Copyright © 2003-2018 echosonda.pl
design bykompaz.pl
Szukaj nas również na: