Global Positioning System (GPS)

1. Global Positioning System (GPS) Elektronika u geodeziji2012/2013

2. GPS • Global positioning system • Sistemzasatelitskunavigaciju u prostoru, kojipruzainformacije o lokacijibilogdjenapovrsiniZemlje, u svimvremenskimuslovima. • Navigacija je mogucaukolikopostojineometanalinijaoptickevidljivostiizmedju GPS prijemnikainajmanje 4 satelita. • GLONASS (GLObal Navigation Satellite System) koristigaruskavojska. Od 2007 u komercijalnojupotrebi. • Galileo – EU program • Compass – China…

3. GPS - upotreba • Vojna, civilnaikomercijalnaupotreba • 1994. – Potpunooperativansa 24 satelita u orbitiZemlje. • Transport, nautika, planinarenje, padobranstvo...

4. GPS u geodeziji • Mjernosredstvo u geodeziji • Mapiranjezemljista • Pravljenjegeodetskihplanovaikarti…

5. GPS – navigacionisignali (1) • Frekvencijeemitovanjasignala: • L1 (1575.42 MHz) – zakombinacijunavigacioneporuke, C/A kodai P-koda • L2 (1227.60 MHz) – P-kod • L3 (1381.05 MHz) – vojni program; detekcijelansiranjaprojektilainuklearnihdetonacija • L4 (1379.913 MHz) – u razmatranju • L5 (1176.45 MHz) – predlozenzadodatneprimjene (start nanovimsatelitimaod 2008.)

6. GPS – navigacionisignali (2)

7. GPS - tehnologija • Paralelnivisekanalnidizajn • Jedankanal – jedansatelit • Kratkovrijemepronalazenjasatelita • Velikapreciznost

8. GPS – principrada (1) • GPS prijemnikracunasvojupozicijunaosnovuporukakoje prima odsatelita. • Porukakojudobijaukljucuje: • Vrijemeslanjaporuke • Ephemeris – orbitalnapozicijanaosnovukoje se racunagdje se nalaziosatelit u trenutkuslanjaporuke • Almanac: • Pomazeprijemnikudageneriselistuvidljivihsatelita • GPS time (po UTC standardu) • Podaci o polozajusatelita • Korekcijagreske

9. GPS – principrada (2) • Prijemnicineprestanodobijajuporukeodsatelita • Udaljenostsatelita – brzinasvjetlosti x vrijemeputovanjaporuke. • Satelit – atomski sat • Prijemnik – kvarcni sat

10. GPS – proracunpozicije (1) • Geografskekoordinatebaziranena WGS84 Svjetskomgeodetskomsistemu. • Vrijemeslanjaporuke: • GPS zero time – 06. januar 1980, 0:00:00 (UTC time) • Format – brojdanaprotekaood zero time (13 –bit, traje do 2137. godinekadpostajenula) • 1999. - brojdana bio nula

11. GPS – proracunpozicije (2) • Prijemnikidentifikuje signal sasvakogpojedinogsatelitaimjerivrijemeputovanjaporuke, takostogeneriseinternudigitalnusekvencu, istokaokodsatelita. Zatimmijenjafazu tog signaladok se ne podudarisaprimljenimsignalom. • Vrijeme do trenutkapodudaranja je vrijemeputovanjaporuke. • Pseudoudaljenost – udaljenost izmedjuprijemnikaisatelita. • Pretpostavka – interni sat prijemnika je tacan, iakosadrzinepreciznost (kvarc).

12. GPS – proracunpozicije(2)

13. GPS – faktorikojiunosegresku • Atmosferskiefekti (vlaznost – teskazakorekciju) • Nepreciznostcasovnika • Visestrukeputanjesignala (reflektovanjesignalaodraznihpovrsina) • Nepreciznostpodataka o pozicijisatelita (navigacionaporuka se emitujejednom u 12.5 minuta!) • Numerickegreskepriizracunavanju • Ukupnagreska – 15m!

14. GPS – poboljsanjepreciznosti • Augmentacija • Dajedodatneinformacije o faktorimakojiunosegresku. • WAAS (razvijenzapotrebe FAA) – mrezareferentnihfiksnihstanica • LAAS – sistemkojipokriva oblast okoaerodroma • Diferencijalni GPS • Koristiprijemnikesafiksnimstanicamacijesukoordinatepoznate. • Poredi se stvarnapozicijasafiksnomiminimizujegreska.