Powierzchniowe systemy GNSS

Transkrypt

1 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 1/58 Powierzchniowe systemy GNSS Jarosław Bosy Instytut Geodezji i Geoinformatyki Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu jaroslaw.bosy@up.wroc.pl

2 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 2/58 Systemy GNSS Systemy GNSS Obserwacje GNSS Pomiary GNSS Idea systemów sieciowych Global Positioning System Konstelacja satelitów: Wysokość orbity : km Okres Obiegu : 11 h 58 min. Nachylenie orbity : 55 o Liczba płaszczyzn : 6 Satelitów w płaszczyźnie : 4 (5) Liczba satelitów : 24 (32) Charakterystyka sygnału: Częstotliwość podstawowa oscylatora (zegara) 10.23MHz, Częstotliwości fal nośnych L1 i L2, L1 = 154x10.23MHz = MHz L2 = 120x10.23MHz = MHz L5 = 115x10.23MHz = MHz

3 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 3/58 Systemy GNSS Systemy GNSS Obserwacje GNSS Pomiary GNSS Idea systemów sieciowych GLObalnaja NAwigacionnaja Sputnikowaja Sistiema Konstelacja satelitów: Wysokość orbity : km Okres Obiegu : 11 h 15 min. Nachylenie orbity : 64.8 o Liczba płaszczyzn : 3 Satelitów w płaszczyźnie : 7+1 Liczba satelitów : 24 (21+3) Charakterystyka sygnału: Częstotliwości fal nośnych L1 i L2: L1 = MHz (przesunięcie dla satelitów = khz), Mhz (do 2005) i po 2005 L2 = MHz (przesunięcie dla satelitów = khz

4 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 4/58 Systemy GNSS Systemy GNSS Obserwacje GNSS Pomiary GNSS Idea systemów sieciowych GALILEO Konstelacja satelitów: Wysokość orbity : km Okres Obiegu : 14 godzin Nachylenie orbity : 56 o Liczba płaszczyzn : 3 Satelitów w płaszczyźnie : 9+1 Liczba satelitów : 30 Charakterystyka sygnału: Pasmo E5A ( MHz) częstotliwość nośna fali MHz. Pokrywająca się z planowaną częstotliwością L5 systemu GPS Pasmo E5B ( MHz) częstotliwość nośna fali MHz. Prawdopodobnie pokrywająca się z planowaną częstotliwością L3 systemu GLONASS Pasmo E6 ( MHz) częstotliwość nośna fali MHz. Nie mający odpowiednika w systemach GPS i GLONASS Pasmo E1-L1-E2 ( MHz) częstotliwość nośna fali MHz. Nie mający odpowiednika w systemach GPS i GLONASS

5 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 5/58 Obserwacje kodowe GNSS Systemy GNSS Obserwacje GNSS Pomiary GNSS Idea systemów sieciowych

6 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 6/58 Obserwacje fazowe GNSS Systemy GNSS Obserwacje GNSS Pomiary GNSS Idea systemów sieciowych

7 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 7/58 Obserwacje fazowe GNSS Systemy GNSS Obserwacje GNSS Pomiary GNSS Idea systemów sieciowych

8 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 8/58 Obserwacje fazowe GNSS Systemy GNSS Obserwacje GNSS Pomiary GNSS Idea systemów sieciowych

9 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 9/58 Obserwacje GNSS - RINEX Systemy GNSS Obserwacje GNSS Pomiary GNSS Idea systemów sieciowych RINEX (Receiver Independent Exchange System) niezależny od odbiornika GNSS format wymiany danych:

10 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 10/58 SPP DGPS Systemy GNSS Obserwacje GNSS Pomiary GNSS Idea systemów sieciowych

11 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 11/58 SPP Systemy GNSS Obserwacje GNSS Pomiary GNSS Idea systemów sieciowych Jan Kapłon ćwiczenia z geodezji satelitarnej:

12 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 12/58 SPP Systemy GNSS Obserwacje GNSS Pomiary GNSS Idea systemów sieciowych

13 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 13/58 SPP Systemy GNSS Obserwacje GNSS Pomiary GNSS Idea systemów sieciowych

14 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 14/58 SPP Systemy GNSS Obserwacje GNSS Pomiary GNSS Idea systemów sieciowych

15 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 15/58 DGPS Systemy GNSS Obserwacje GNSS Pomiary GNSS Idea systemów sieciowych Paweł Zalewski wykład Zasada pracy różnicowego GPS - DGPS

16 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 16/58 DGPS Systemy GNSS Obserwacje GNSS Pomiary GNSS Idea systemów sieciowych

17 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 17/58 DGPS Systemy GNSS Obserwacje GNSS Pomiary GNSS Idea systemów sieciowych Paweł Zalewski wykład Zasada pracy różnicowego GPS - DGPS

18 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 18/58 DGPS - VRS Systemy GNSS Obserwacje GNSS Pomiary GNSS Idea systemów sieciowych

19 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 19/58 DGPS - kodowy Systemy GNSS Obserwacje GNSS Pomiary GNSS Idea systemów sieciowych

20 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 20/58 DGPS - kodowy Systemy GNSS Obserwacje GNSS Pomiary GNSS Idea systemów sieciowych

21 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 21/58 DGPS - fazowy Systemy GNSS Obserwacje GNSS Pomiary GNSS Idea systemów sieciowych

22 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 22/58 DGPS - fazowy Systemy GNSS Obserwacje GNSS Pomiary GNSS Idea systemów sieciowych

23 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 23/58 DGPS - fazowy Systemy GNSS Obserwacje GNSS Pomiary GNSS Idea systemów sieciowych

24 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 24/58 Pomiar względem pojedynczej stacji Systemy GNSS Obserwacje GNSS Pomiary GNSS Idea systemów sieciowych

25 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 25/58 Pomiar względem grupy stacji Systemy GNSS Obserwacje GNSS Pomiary GNSS Idea systemów sieciowych

26 Systemy GNSS Obserwacje GNSS Pomiary GNSS Idea systemów sieciowych Idea pomiarów RTK i RTN Pomiary RTK Pomiary RTN Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 26/58

27 Postprocessing Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 27/58

28 Rozmieszczenie stacji referencyjnych w systemie ASG-PL Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 28/58

29 Standard ASG-PL Zarządzenie nr 20 Głównego Geodety Kraju z dnia 18 listopada 2005 roku w sprawie stosowania permanentnych stacji referencyjnych Aktywnej Sieci Geodezyjnej ASG-PL. 1 W skład Aktywnej Sieci Geodezyjnej ASG-PL, zwanej dalej siecią ASG-PL wchodzą permanentne stacje referencyjne położone na obszarze województwa Śląskiego, których, właścicielem jest Skarb Państwa reprezentowany przez Główny Urząd Geodezji i Kartografii w Warszawie. 2 Do sieci ASG-PL mogą być włączane na zasadzie dobrowolności inne stacje referencyjne spełniajqce kryteria techniczne, o których mowa w Tymczasowych Wytycznych Technicznych- Zakładanie permanentnych stacji referencyjnych Aktywnej Sieci Geodezyjnej ASG-PL oraz wykorzystanie obserwacji satelitarnych GPS wykonanych na tych stacjach. 3 Zgodę na włączenie stacji referencyjnej do sieci ASG-PL wydaje Główny Geodeta Kraju na pisemny wniosek właściciela stacji. 4 Punkty odniesienia stacji referencyjnych sieci ASG-PL są równoważne pod względem dokładności podstawowej, geodezyjnej osnowie poziomej I klasy, o której mowa w Instrukcji Technicznej G-1,będącej załącznikiem do Rozporządzenia Ministra Spraw wewnętrznych i Administracji z dnia 24 marca 1999 r. w sprawie standardów technicznych dotyczących geodezji, kartografii oraz krajowego systemu informacji o terenie (DZ. U. Nr 30, poz. 297). Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 29/58

30 Standard ASG-PL Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 30/58

31 Idea pomiarów statycznych Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 31/58 Pomiary statyczne Pomiar statyczny służy do przestrzennego określenia położenia punktu w oparciu o zarejestrowane w określonym okresie czasu w pamięci odbiornika dane obserwacyjne z systemu GNSS oraz obliczenie współrzędnych i wysokości punktów w trybie post-processingu.

32 System obliczeniowy ASG-PL Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 32/58

33 Raport z obliczeń ASG-PL Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 33/58

34 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 34/58 RTN

35 Powierzchniowy system DGPS, RTK i RTN Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 35/58

36 Poprawki sieciowe RTN Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 36/58

37 Poprawki sieciowe RTN Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 37/58

38 Poprawki sieciowe RTN NMNA Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 38/58

39 Poprawka sieciowa VRS (Virtual Reference Station) Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 39/58 Trimble VRS

40 Poprawka sieciowa VRS (Virtual Reference Station) Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 40/58 Trimble VRS

41 Poprawka sieciowa VRS 2.3 (Virtual Reference Station) Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 41/58

42 Poprawka sieciowa VRS 3.1 (Virtual Reference Station) Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 42/58

43 Poprawka sieciowa MAC (Master Auxiliary Correction) Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 43/58 Leica MAC

44 Poprawka sieciowa MAC 3.1 (Master Auxiliary Correction) Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 44/58

45 Poprawka sieciowa FKP (Flächen-Korrektur-Parameter) Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 45/58 GEO++ FKP

46 Poprawka sieciowa FKP (Flächen-Korrektur-Parameter) Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 46/58

47 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 47/58 Satellite Based Augmentation System Satellite Based Augmentation System Ground Based Augmentation System SBAS System występuje w trzech kompatybilnych ze sobą wersjach regionalnych: WAAS (Wide Area Augmentation System) w Ameryce, EGNOS (Euro Geostationary Navigation Overlay Service) w Europie oraz japoński MSAS (Multi-Functional Satellite Augmentation System) w Azji. System z założenia nie działa samodzielnie, lecz jest uzupełnieniem systemu GPS. Pozwala na zmniejszenie błędu pomiaru pozycji z 10 m do poniżej 3 metrów. Wykorzystuje satelity geostacjonarne, które transmitują do odbiorników GPS poprawki kompensujące błędy jonosfery, zegara i efemeryd pozwalające na realizację pomiarów DGPS.

48 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 48/58 Wide Area Augmentation System Satellite Based Augmentation System Ground Based Augmentation System WAAS Amerykański satelitarny system wspomagający system GPS. Za pośrednictwem dwóch satelitów geostacjonarnych obejmujących terytorium Stanów Zjednoczonych transmituje do odbiorników GPS poprawki kompensujące błędy jonosfery, zegara i efemeryd. Zwiększa to dokładność wyznaczenia pozycji poziomej przez odbiornik GPS do 2-3 m.

49 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 49/58 Satellite Based Augmentation System Ground Based Augmentation System Multi-functional Satellite Augmentation System MSAS Japoński satelitarny system wspomagający system GPS. Satelity geostacjonarne obejmujące terytorium Japoni transmitują do odbiorników GPS poprawki kompensujące błędy jonosfery, zegara i efemeryd. Zwiększa to dokładność wyznaczenia pozycji poziomej przez odbiornik GPS do 2-3 m.

50 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 50/58 Satellite Based Augmentation System Ground Based Augmentation System European Geostationary Navigation Overlay Service EGNOS Zbudowany przez Europejską Agencję Kosmiczną, Komisję Europejską i EUROCONTROL europejski system satelitarny wspomagający systemy GPS i GLONASS, a w przyszłości Galileo. Zawiera 34 stacje pomiarowo-obserwacyjne (Ranging and Integrity Monitoring Stations - RIMS) odczytujące depesze nawigacyjne z satelitów GPS. Jedna z tych stacji znajduje się w Warszawie, 4 stacje kontrolne (Mission Control Center - MCC) przetwarzają dane i obliczają poprawki różnicowe oraz 6 stacji transmitujących (Navigation Land Earth Station - NLES) wysyła poprawki do satelitów, które następnie przekazują je do użytkowników. Zwiększa to dokładność wyznaczenia pozycji poziomej przez odbiornik GPS do 2-3 m.

51 Ground Based Augmentation System GBAS Satellite Based Augmentation System Ground Based Augmentation System Systemy naziemnych stacji referencyjnych GNSS pozwalających na pozycjonowanie metodą DGPS i RTK (RTN) z dokładnością odpowiednio 1-3 m i 1-3 cm. Stacje GBAS pełnią rolę źródła danych referencyjnych o zasięgu lokalnym. Poprawki DGPS i RTK przesyłane są za pośrednictwem naziemnych mediów głównie GSM (GPRS). Artur Oruba: Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 51/58

52 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 52/58 International GNSS Service Satellite Based Augmentation System Ground Based Augmentation System Sieć stacji permanetnych IGS:

53 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 53/58 EUREF Permanent Network Satellite Based Augmentation System Ground Based Augmentation System Sieć stacji permanetnych EPN: trackingnetwork/maps.php

54 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 54/58 Stacje permanentne IGS/EPN w Polsce Satellite Based Augmentation System Ground Based Augmentation System

55 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 55/58 Stacje permanentne IGS/EPN w Polsce Satellite Based Augmentation System Ground Based Augmentation System Stacja IGS/EPN WROC:

56 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 56/58 European Position Determination System Satellite Based Augmentation System Ground Based Augmentation System EUPOS R Wielofunkcyjny system precyzyjnego pozycjonowania i nawigacji, 16 państw z Centralnej i Wschodniej Europy, 429 stacji referencyjnych (bez Federacji Rosyjskiej) Jednolity standard techniczny i wymiana danych ze stacji przygranicznych, System odniesienia ETRS89 i narodowe systemy współrzędnych Budowa systemu do 2008 r.

57 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 57/58 Aktywna Sieć Geodezyjna EUPOS Satellite Based Augmentation System Ground Based Augmentation System ASG-EUPOS 75 nowych stacji referencyjnych, w tym 67 zawierających moduł GPS i 8 zawierających moduł GPS/GLONASS 23 istniejące stacje referencyjne, w tym 17 z modułem GPS i 6 z modułem GPS/GLONASS 20 zagranicznych stacji referencyjnych położonych w strefie przygranicznej, działających w ramach systemu EUPOS. 1 Krajowe Centrum Zarządzające, Lokalizacja: Warszawa, Katowice 17 stacji włączonych do sieci European Permanent Network w tym 9 GUGiK

58 Systemy GNSS w pomiarach geodezyjnych 58/58 Koniec Dziękuję za uwagę jaroslaw.bosy@up.wroc.pl