AKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE

Transkrypt

1 AKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE Instytut Inżynierii Ruchu Morskiego Zakład Urządzeń Nawigacyjnych Ćwiczenie nr 12 Ocena dokładności wskazań odbiornika GPSMAP 230 systemu GPS Szczecin 2006

2 Ocena dokładności wskazań odbiornika Garmin GPSMAP 230 systemu GPS Zespół wykonawczy: mgr inż. P. Zalewski mgr inż. W. Ślączka mgr inż. P. Leleniewski mgr inż. S. Jankowski konsultacja: dr inż. J. Guziewicz 2

3 Temat: Ocena dokładności wskazań odbiornika Garmin GPSMAP 230 systemu GPS 1. Cel ćwiczenia: Celem ćwiczenia jest praktyczne wykorzystanie odbiornika nawigacyjnego GPSMAP 230 systemu GPS firmy Garmin ze szczególnym uwzględnieniem funkcji GPS i nawigacyjnych do określania pozycji oraz oceną jego dokładności na podstawie analizy statystycznej oraz teorii błędu. 2. Zakres przygotowania teoretycznego i części wstępnej sprawozdania: Do zaliczenia ćwiczenia obowiązuje znajomość zasady działania systemu GPS. W szczególności obowiązuje: znajomość segmentów systemu GPS, zasady pomiaru linii pozycyjnej i pozycji obserwowanej, procedury wyboru elipsoidy odniesienia, źródeł błędów, stosowanych filtrów statystycznych, zasady pomiaru poprawek różnicowych i ich transmisji, stosowanych formatów redukcji błędów poprawek, uzyskiwanych dokładności. Część wstępna sprawozdania winna zawierać - tabelę nagłówkową - cel ćwiczenia - opis układu pomiarowego - algorytm wykonywania ćwiczenia - tabele pomiarowe 3. Opis układu pomiarowego: Ćwiczenie wykonywane jest w sali 408 przy stanowisku odbiornika nawigacyjnego GARMIN GPSMAP 230. Antena odbiornika GPS znajduje się na pomoście antenowym. Garmin GPSMAP 230 jest wielofunkcyjnym urządzeniem nawigacyjnym pomocnym na szlakach wodnych całego świata i jest zaprojektowany do tworzenia dokładnych elektronicznych map i prostych operacji. 3

4 Rys.1. Odbiornik GPSMAP 230 Precyzja i wydajność: Ekran LCD zapewniający wysoki kontrast o przekątnej 7. Odbiornik śledzący PhaseTrac12 TM i możliwość wykorzystania 12 satelitów jednocześnie zapewniają bardzo dokładne ustalenie pozycji. Gotowy do pracy w trybie różnicowym, wystarczy tylko podłączyć odbiornik poprawek różnicowych GARMIN GBR 21 aby uzyskać dokładność 5 10 metrów. Wodoodporna, wypełniona suchym azotem obudowa pozwala na użycie w eksponowanych miejscach. Zaawansowana nawigacja i tworzenie wykresów: 250 alfanumerycznych punktów tras z komentarzami i wyborem ikon. Wbudowana ogólnoświatowa baza danych, skala od 4096 do 64 nm. 20 odwracalnych tras zawierających do 30 punktów każda. 4

5 Elektroniczne urządzenie tworzące wykresy G-chart TM uwzględniające obszary przybrzeżne i nabrzeża. Obliczenia odległości i namiaru między dwoma wskazanymi na ekranie punktami. Funkcja TrackBack TM pozwalająca na szybkie przejście do danych dziennika dotyczących początku przebytej marszruty. Wbudowany tryb symulacji. Znaczenie klawiszy: PAGE MARK GOTO MENU EDIT ENTER QUIT IN/OUT MOB Służy do włączania i wyłączania urządzenia i kontroli 3 poziomowego podświetlania ekranu. Powoduje przechodzenie do kolejnych głównych stron, powoduje powrót z podmenu do strony głównej. Powoduje odczytanie aktualnej pozycji i wyświetlenie jej w okienku pozycji. Wyświetla okienko funkcji GOTO punktu trasy, pozwalając na wybór punktu docelowego. Naciśnij klawisz GOTO dwukrotnie, aby wybrać punkt docelowy z mapy. Wyświetla kontekstowo zależne okienko opcji. Dwukrotne naciśnięcie tego klawisza powoduje wyświetlenie strony menu głównego. Uaktywnia podświetlone pola, zatwierdza wybranie opcji menu i pola danych. Powoduje powrót do poprzednio wyświetlanej strony lub odtwarza poprzednią wartość pola danych. IN - zmniejsza skalę ruchomej mapy i strony autostrady, OUT - zwiększa skalę mapy i strony autostrady. Kontroluje poruszanie się kursora, pozwala wybrać opcję, pozycję i wprowadzić dane. Zaznacza aktualną pozycję i natychmiast ustala kurs powrotny podczas instruowania o nawigacji. 4. Wykonanie ćwiczenia Przed przystąpieniem do ćwiczenia należy się zapoznać z opisem układu pomiarowego i układem instrukcji firmowej Garmin GPSMAP 230. Podzielić zadania w grupie na: - zapisy, - obsługa odbiornika, zmieniając się w trakcie ćwiczenia. 5

6 1. Naciśnij i utrzymaj w pozycji wciśniętej klawisz aż do chwili usłyszenia dźwięku włączenia zasilania. W czasie przeprowadzania auto-testów urządzenie wyświetli stronę powitalną. 2. W razie potrzeby ustaw kontrast ekranu, w tym celu naciśnij prawy kursor, aby zmniejszyć kontrast naciśnij lewy kursor. Naciśnij klawisz EDIT aby zakończyć ustawianie kontrastu. 3. Po zapoznaniu się z ostrzeżeniem naciśnij klawisz ENTER. 4. Dostosuj jasność obrazu do warunków panujących w pomieszczeniu. 5. Wciśnij QUIT. Na wyświetlaczu powinna ukazać się pozycja. 6. Wciśnij dwukrotnie MENU i z MAIN MENU wybierz kursorem NAVIGATION SETUP. Naciśnij ENTER Wybierz VELOCITY FILTER i wciśnij ENTER. Ustaw prędkość filtru na OFF i potwierdź ENTER Sprawdź czy jednostki (NAVIGATION UNITS) podawane będą w milach i węzłach. Jeżeli nie to zmień je Sprawdź czy namiary (HEADING) będą podawane jako rzeczywiste, jeżeli nie to zmień 6.4. Ustaw elipsoidę odniesienia na WGS Wciskając QUIT wyjdź do strony, na której podawana jest pozycja. 6.6 Opisać wszystkie informacje jakie można uzyskać wciskając przycisk PAGE, rozwinąć i opisać wszystkie pojawiające się współrzędnych oknach skróty angielskie. 7. Rejestracja współrzędnych geograficznych pozycji anteny w systemie pracy GPS. Limit czasu na wykonanie zadania 35 min Przez 30 minut (co 30 sekund) odczytuj i notuj w tabeli pomiarowej 1 (załącznik) następujące dane: - szerokość geograficzną; - długość geograficzną; - wysokość; - DOP; - Segment kosmiczny. Do zmiany ekranu pomiędzy wyświetlaną pozycją a segmentem kosmicznym używaj klawisza PAGE lub na przemian PAGE i QUIT. 6

7 8. Planowanie trasy. Limit czasu na wykonanie zadania 30 min. L.p. Nazwa Szerokość Długość Kąt drogi Odległość Wybierz z ALRS 5 radiolatarni znajdujących się w sąsiedztwie Świnoujścia, wynotuj ich nazwy i współrzędne geograficzne w poniższej tabeli: 8.2. Wciśnij dwukrotnie MENU 8.3. Z MAIN MENU wybierz opcję CREATE WAYPOINT. Naciśnij ENTER to zostanie wyświetlona strona definicji punktu trasy wraz z domyślnymi wartościami nazwy i pozycji 8.4. Użyj klawiszy zestawu aby wpisać nową nazwę, wybrać symbol, pozycję i komentarz. Naciśnij ENTER po wprowadzeniu ostatniego znaku w każdym polu Po zakończeniu wpisywania danych punktu, podświetl pole DONE i naciśnij klawisz ENTER Powtórz czynności 7.3. do 7.5. i wprowadź kolejne punkty trasy Po wprowadzeniu wszystkich punktów z MAIN MENU wybierz ROUTES i naciśnij ENTER. Wyświetlona zostanie strona tras, pokazująca wszystkie aktualnie zapamiętane trasy Naciśnij klawisz MENU, aby wyświetlić stronę opcji trasy Naciśnij klawisz EDIT, aby wybrać opcję CREATE NEW ROUTE. Wyświetlona zostanie strona edycji trasy z kursorem w kształcie strzałki, który umożliwi Ci wybór punktów trasy Aby dodać istniejący punkt trasy użyj kursora do podświetlenia wybranego punktu na ekranie i naciśnij ENTER. Podczas dodawania nowych punktów do trasy, okienko danych u góry mapy wyświetli numer tworzonej trasy, a także pierwszy i ostatni punkt trasy Powtarzaj krok aż zdefiniujesz wszystkie punkty trasy. 7

8 8.12. Naciśnij klawisz QUIT, aby zakończyć tryb przeglądania Wciśnij MENU i wybierz EDIT AS TEXT. Naciśnij ENTER Odczytaj odległości i namiary i zamieść je w powyższej tabeli. 9. Tryb planowania trasy 9.1. Podświetl opcję TRIP & FUEL PLANNING na stronie MAIN MENU i naciśnij ENTER Jeżeli pole planu nie jest ustawione na ROUTE, naciśnij MENU i wybierz opcję Podświetl pole numeru trasy i naciśnij klawisz ENTER Za pomocą zestawu klawiszy wybierz trasę i naciśnij ENTER 9.5. Podświetl pole odcinka i naciśnij klawisz ENTER Aby uzyskać sumaryczne dane dla wszystkich odcinków trasy wybierz opcję ALL lub użyj klawiszy zestawu, aby zaznaczyć wybrany odcinek. Naciśnij klawisz ENTER, aby zatwierdzić wybór Wpisz wartość prędkości podróży w polu SPEED (10 węzłów) Wpisz godzinne zużycie paliwa w pole FUEL i naciśnij ENTER Odczytaj informacje, znajdujące się u dołu strony, dotyczące planu podróży i wyjaśnij skróty. 10. Kasowanie punktów trasy W tym celu z MAIN MENU wybierz WAYPOINTS i naciśnij ENTER Naciśnij MENU i wybierz DELETE ALL WPTS i potwierdź ENTER. 11. Wyłącz odbiornik przytrzymując klawisz 8

9 5. Opracowanie wyników badań. Do każdego poniższego podpunktu (1 4) należy zamieścić wnioski szczegółowe w aspekcie dokonywanych obliczeń i pomiarów. Na końcu sprawozdania zamieścić wnioski końcowe w aspekcie wykonywanego ćwiczenia. Są to warunki konieczne do pozytywnego zaliczenia sprawozdania. 1) Obliczyć wartości średnie i odchylenia standardowe ϕ, λ, h. 2) Obliczyć koło błędu dla pozycji uzyskanej z serii pomiarowej. 3) Przedstawić na wykresie przebieg zmian ϕ, λ, h w funkcji czasu. 4) Obliczyć odległość pomiędzy pozycją średnią uzyskaną z pomiarów, a pozycją geodezyjną laboratorium określoną na elipsoidzie WGS 84: ϕ = ,71 N λ = ,02 E 5) Sprawozdanie zakończyć wnioskami z przeprowadzonych badań. UWAGA: W sprawozdaniu należy zamieścić oryginał tabel pomiarowych. 9

10 Tabela pomiarowa 1 Data: Godz.: L.p. Szerokość (ϕ) Długość (λ) Wysokość (h) DOP Zmiany śledzonego segmentu kosmicznego 10

11 Osoby wykonujące ćwiczenie: Podpis prowadzącego: Tabela pomiarowa 2 L.p. Nazwa Szerokość Długość Kąt drogi Odległość