metody, přístroje, historie, současný stav GNSS ===== Způsob určení polohy ===== ==== Přímé měření ==== * přímé odměření vzdálenosti ==== Nepřímé měření ==== * **Úhloměrná metoda**: azimuty ke dvěma známým bodům -> přímky -> průsečík, teodolit, kompas nebo směrová anténa * **Dálkoměrná**: vysílač o známé poloze -> přijímač určí svoji vzdálenost od něho -> kružnice -> dva přijímače a průsečík (neurčitost určení bodu protože se kružnice protínají ve dvou bodech) * **Kombinace metod**: měří se azimut a vzdálenost z bodu o známých souřadnicích k neznámému bodu nebo i naopak ==== Určování polohy a času u GNSS: pasivní dálkoměrné systémy ==== * **Kódové měření**: dálkoměrné kódy s přesnými časovými značkami (přijímač určí, kdy byla odvysílána kterákoliv část signálu družicí) -> časová značka + známá poloha vysílačů (efemeridy) -> poloha a čas v místě přijímače * Přijímač nemá přesné hodiny -> určení zdánlivé vzdálenosti * PRN je generován přijímačem i vysílačem * 4 neznámé (X, Y, Z, T (čas uživatele)) -> 4 družice na 4 rovnice o 4 neznámých * **Fázová měření**: * vysoká nepřesnost a nejednoznačnost (ambiguity) * časově náročné, drahé aparatury * nezbytné okamžité korekce z jiného přijímače nebo postprocesní vyhodnocení * hlavně pro geodety a vědce * **Zpracování vlastních nosných vln** -> přijímač počítá počet vlnových délek (celočíselná a desetinná část) -> když zjistí celočíselnou část je schopen to pak už průběžně sledovat * Přesnost až na milimetry * __Metody__: * statická (hodiny až dny a více referenčních přijímačů) * rychlá statická (dva referenční dvoufrekvenční přijímače, jeden o známých souřadnicích a vyhodnocení postprocesních korekcí) * polokinematická (jeden referenční a jeden terénní přijímač) * RTK („real time kinematic“, jeden přijímač v terénu co zpracovává diferenciální korekce referenčních stanic <- z geostacionární družice, rádia nebo Internetu) * **Dopplerovské měření**: časové značky + poloha družic + změna frekvence -> 2D poloha nebo rychlost * **Úhloměrná měření**: směrové antény a úhly vzhledem k vodorovné hladině, více družic nebo jedna v různém čase, nepoužívá se ===== Navigace ===== * podle orientačních bodů * inerciální * astronomická (pro daný čas je známá poloha hvězd z Hvězdného katalogu -> měření na hvězdu -> výpočet polohy stanoviště), výpočtem, radiová, podle druhu dopravy, podle ptáků, proudů ==== Historie ==== * všechno na moři a astronomicky * Magnetický kompas, olovnice (plujte až do hloubky 100 m s bahnitým dnem), Portolánové mapy, astroláb, chip log (rychlost uzly), námořní almanachy (parametry oběžných drah astronomických objektů), hamal, jakubova hůl * 3500 př. n. l. jezdili podél pobřeží a rychlost měřili tak, že si sledovali mořské rasy a směr víceméně odhadovali * 13.st. magnetický kompas * olovnice - hloubka a bahno, haha :D * portolánové mapy, astroláb (= měřil úhel Slunce) * chip log = to lano s uzlíkama * námořní almanach = tabulky obsahující informace o parametrech oběžných drah astronomických objektů * potřebovali přesné hodiny -> 1764 vynalezl John Harrison chronometr, který potom James Cook vyzkoušel * 1884 - Greenwich nultým poledníkem * 1940 - LORAN - long range navigation * vysílá pulzní rádiový signál z hlavních a řídících stanic * měření časového rozdílu * 1960 - Transit * první družicový systém vytvořený US Army * navigační signály na dvou frekvencích (150,400 MHz) * poloha na základě měření Dopplerova posunu na obou nosných frekvencích (nejspíš jedna družice) * časově omezeně dostupný ale * obdobný sysém udělal i SS: Cikad-M * 1973 USA dělá novej systém * bude měřit trojrozměrně(protože měří vzdálenost přijímače k minimálně 4 družicím -> měří třírozměrnou polohu přijímače) * systém dostupný kdykoliv, kdekoliv * **Čas**: nultý poledník Greenwich (stop nejednotnosti), Gyroskopický kompas (vždy ukazuje k zeměpisnému severu) * **Navigace**: radiomajáky, radionavigační LORAN * Transit (USA, Dopplerův posun, hlavně pro námořníky), Cyklon (SSSR), Cikáda-M, Parus (vojenský) ===== Současné systémy ===== * **Navstar**: 32 družic, pozemní stanice po celém světe, hlavní řídící v Colorado Springs, AUTONAV na půl roku, oběh 11 hod a 58 minut, 20 180 km vysoko, 55 °, vztažený k WGS * GPS čas se řídí hlavními kontrolními hodinami, uváděn v týdnech a sekundách, synchronizace s UTC / Družicový čas – každá družice má 4 atomové hodiny, navigační zpráva * **GLONASS**: 24 družic URAGAN, 65°, 11 hodin a 15 minut, všechny stanice v Rusku, používá FDMA * **Galileo**: skoro půlka družic už je nahoře, pro 30 družic, 23 222 km, centrum v Praze * Základní a komerční služba, safety of life, vyhledávací a záchranná služba,veřejně regulovaná služba * **BEIDOU-2** (compass): od číňanů, 3 typy družic na 3 oběžných drahách, od 2020 pro celou zemi, pro veřejnost a pro vojáky * **QZSS**: Japonsko, pro 4 družice * **IRNSS**: Indie, 7 družic a funkční * **EGNOS**: 3 geostacionární družice, vylepšuje vlastnosti GPS po Evropě, provozuje ESA, pod Evropskou komisí, 4 kontrolní centra a 34 pozemních vysílačů